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Propellerantrieb für Wasserfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen
Propellerantrieb für Wasserfahrzeuge.
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Bis heute sind zurr Antrieb von Wasserfahrzeugen Propeller mit festen
Flügeln in allgemeinster Anwendung. Ein solcher Propeller mit festen Flügeln hat
eine durch seine Konstruktion festgelegte unveränderliche Steigung; er besitzt seine
Optimalwirkung bei bestimmter Schiffsgeschwindigkeit und Drehzahl des Propellers
bei gleichbleibendem, durch die Leistung der Antriebsmaschine gegebenen Drehmo tnent
an der Propellerwelle.
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Fällt die Schiffsgeschwindigkeit wegen höherer Belastung des Schiffes,
was beispielsweise eintritt, wenn da; Schiff einen größeren Fahrwiderstand durch
grobe See zu überwinden hat, oder auch, wenn das Schiff einen Anhang zu schleppen
hat, so hat auch der in seiner Steigung unveränderliche Propeller mit festen Flügeln
einen größeren Widerstand zu überwinden als in der Freifahrt, für welche er konstruiert
worden ist. Da das zur Verfügung stehende Drehmoment durch die begrenzte Leistung
der Hauptmaschine nicht gesteigert wergen kann, fällt in solchen Fällen die Drehzahl
des Propellers ab, bis ein wiederausgeglichener Kräftezustand erreicht ist. Drehzahlverlust
bei gleichbleibendem Drehmoment bedeutet Leistun2sverlust.
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Die Gesamtanlage: Antriebsmaschine und Propeller als Vortriebsmittel
arbeiten dann mit geringerern Nutzeffekt als in der Freifahrt.
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Derartigen Mängeln des Schiffsantriebes mit Propellern mit festen
Flügeln helfen die bekannten Verstell- oder Drehflügelpropeller ab. Indem sich nämlich
ihre Flügelanstellung (Steigung) während
der Fahrt ändern läßt,
passen sie sich den sich durch die höhere Belastung ergebenden Verhältnissen an.
Die Flügel werden so weit verstellt, daß ausgehend bei maximalem Drehmoment die
volle Drehzahl der Hauptmaschine erreicht wird, also kein Verlust an Antriebsleistung
eintritt.
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Wenngleich also der Verstell- oder Drehflügelpropeller, technisch
gesehen, die bis jetzt beste Lösung des vorstehend beschriebenen Problems darstellt,
stehen seiner allgemeinen Einführung als Schiffsantrieb erhebliche technische und
wirtschaftliche Mängel entgegen: sein Aufbau ist sehr verwickelt, die Abdichtung
zwischen den Füßen der drehbaren Propellerflügel und der Propellernabe ist eine
ständige Gefahrenquelle, und die Gestehungskosten sind sehr hoch.
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Die Erfindung bezweckt, die beschriebenen Mängel sowohl der Propeller
mit feststehenden Flügeln als auch der Verstell- oder Drehflügelpropeller zu beseitigen
und einen Antrieb für Wasserfahrzeuge zu schaffen, der den einfachen und billigen
Aufbau der Propeller mit festen Flügeln mit den technischen Vorteilen der Drehflügelpropeller
vereinigt.
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Zur Lösung dieser Aufgaben wird ein Propellerantrieb für Wasserfahrzeuge
vorgeschlagen, welcher sich der Erfindung gemäß dadurch kennzeichnet, daß Propeller
mit festen Propellerflügeln vorgesehen sind, denen verstellbare Leitflächen vorgeschaltet
sind, die dem in den Propeller eintretenden Wasser einen Drall zu erteilen vermögen.
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Die Erfindung verwendet also zum Schiffsantrieb Propeller mit festen
Propellerflügeln an sich bekannter Art und ordnet ihnen eine Vorrichtung zu, durch
welche dem in den Propeller eintretenden Wasser ein solcher Drall erteilt werden
kann und somit die Anströmrichtung des Wassers auf das Flügelprofil derart veränderbar
ist, daß der Propeller seine Konstruktionsdrehzahl bei gleichbleibendem Drehmoment
der Antriebsmaschine erreicht.
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Durch die vorgeschlagene Erfindung werden also die Vorteile des Drehflügelpropellers,
wenn vielleicht auch nicht ganz, so doch bis zu einem erheblichen Grade erzielt.
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Zur Erhöhung der Wirkung der den Propellern vorgeschalteten verstellbaren
Leitflächen sind ihre Hüllkurven zusammen mit ihren festen, am Schiffskörper angebrachtenTragkörpern
stromlinienförmig ausgebildet; Leitflächen, die unmittelbar an den Hintersteven
anschließen, erhalten eine solche Form, daß an ihnen das Wasser möglichst wirbelfrei
abfließt.
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Zur besseren Anpassung an die nach außen abnehmende Steigung der Propellerflügel
werden die Leitflächen vorzugsweise anstatt in symmetrischer Querschnittsform in
ganzer Länge der Leitfläche derartig verwunden - ohne dabei jedoch ihre Stromlinienquerschnittsform
aufzugeben - ausgeführt, daß die Ablenkung der Wasserströmung nach außen hin in
dem gleichen Maße wie die Steigung der festen Propellerflügel nach außen hin abnimmt.
In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsformen beispielsweise
dargestellt.
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Fig. i zeigt in Seitenansicht einen Teil des Achterstevens eines Schiffes
tnit einem Propellerantrieb gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist ein Schnitt nach der
Linie 11-II der Fig. i ; Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 111-III der Fig.
i ; Fig. 4 zeigt als Einzelheit in Seitenansicht eine Leitfläche und in Fig. 5 in
Stirnansicht; Fig.6 ist eine Stirnansicht einer anderen Ausführungsform einer Leitfläche
nach den Fig. 4 und 5 ; Fig. 7 zeigt als Einzelheit einen Mitnehmerring in Seitenansicht
und in Fig. 8 in einem Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7.
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Mit i ist der Achtersteven eines Schiffes bezeichnet, der in bekannter
Weise mit einem Ruder 2 ausgerüstet ist. In der Stevennuß 3 ist ein Propeller 4
mit vier festen Propellerflügeln bekannter Art gelagert. Dem Propeller sind vier
Leitflächen vorgeschaltet, und zwar, wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, zwei senkrecht
gelagerte und zwei waagerecht gelagerte. Die obere Leitfläche 5 ist einerseits im
Steven auf einer Achse 6 und andererseits mit einem Zapfen 7 in der Stevennuß schwenkbar
gelagert. Sie ist durch eine schematisch als Stange 8 dargestellte, vom Schiffsinnern
aus zu betätigende Vorrichtung um ihre Achse 6 verschwenkbar.
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Die untere, mit einem Lagerzapfen 9 im Stevenschuh io und mit einem
Lagerzapfen i i in der Stevennuß 3 gelagerte Leitfläche ist ebenfalls schwenkbar
angeordnet. Die beiden waagerechten Leitflächen sind durch Lagerzapfen 12 in der
Stevennuß 3 und durch Lagerzapfen 13 in am Steven befestigten Tragkörpern 14 (s.
besonders Fig. 2) ebenfalls schwenkbar gelagert.
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Auf der Verlängerung 15 der Stevennuß ist ein in den Fig. 7 und 8
vergrößert dargestellter Mitnehmerring 16 verschieb- und drehbar angeordnet. Der
Ring 16 hat vier zylindrische Bohrungen 17; in diese greifen Mitnehmer 18 ein, die
an den vier Leitflächen befestigt sind. Wird durch Verschwenken der Stange 8 die
obere Leitfläche 5 über die Achse 6 verschwenkt, so werden durch die zwischen der
oberen Leitfläche und den übrigen drei Leitflächen vorgesehene Kupplungsvorrichtung:
Mitnehmer 18, Mitnehmerring 16 die übrigen Leitflächen 5 mit verschwenkt, und zwar
in dem gleichen Maße und Schwenkungssinne wie die obere Leitfläche 5.
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Die Leitflächen 5 haben, wie aus Fig. 2 im Schnitt ersichtlich, Stromlinienform;
ihre hintere Kante verläuft dabei als gerade Linie (Fig. 5).
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Eine weitere Ausführungsform der vorgeschlagenen Leitfläche zeigt
Fig. 6; sie unterscheidet sich von der in den Fig. i bis 5 dargestellten Ausführungsform
dadurch, daß die Leitfläche unter Beibehalten ihres stromlinienförmigen Querschnitts
verwunden
ist, ihre hintere Kante verläuft dabei schräg (Fig.6).
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An die Zahl der beim Ausführungsbeispiel dargestellten und beschriebenen
Leitflächen ist man nicht gebunden; man hat es vielmehr in der Hand, deren Zahl
zu verringern oder zu erhöhen. Es versteht >ich. dal3 derartige Leitflächen für
jeden am Wasserfahrzeug vorgesehenen Propeller angeordnet werden.