WO2017157641A1 - Eigenfrequenzoptimierter propeller - Google Patents

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WO2017157641A1
WO2017157641A1 PCT/EP2017/054415 EP2017054415W WO2017157641A1 WO 2017157641 A1 WO2017157641 A1 WO 2017157641A1 EP 2017054415 W EP2017054415 W EP 2017054415W WO 2017157641 A1 WO2017157641 A1 WO 2017157641A1
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Max Dr. STEDEN
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
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ThyssenKrupp AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/15—Propellers having vibration damping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
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    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14—Propellers
    • B63H1/26—Blades

Definitions

  • the invention relates to a method for frequency adjustment of a propeller, wherein the natural frequency of the propeller can be changed by introducing at least one body, so as to reduce the noise emission.
  • the object of the invention is to provide a propeller, in which a resonance can be subsequently remedied. This object is achieved by the method having the features specified in claim 1.
  • a propeller blade for a propeller of a watercraft for the method according to the invention has at least one first blind hole.
  • the at least one first blind hole is arranged on an outer surface in contact with water. This is to be understood that the blind hole is not used for mounting the propeller blade on the hub and is not arranged on the hub facing surface.
  • the at least one first blind hole is thus not used to attach the propeller blade to the hub of the propeller, but is also after attachment of the propeller blade to the hub with the water in connection. As a result, accessibility of the blind hole is given with mounted propeller blades.
  • the at least one first blind hole is also within the meaning of the invention on the outer surface in contact with water when the at least one first blind hole is covered with a cover and thus the cover forms part of the outer surface in contact with water.
  • the propeller blade is adapted to change by insertion of a body, the natural frequency of the propeller and thus to eliminate a resonance with occurring during operation frequencies without disassembling the propeller blades of the hub.
  • a blind hole is a depression, for example a hole that does not penetrate the workpiece.
  • a blind hole may be conical or cylindrical, may have an oval or rectangular basic shape.
  • a blind hole may have a thread, preferably a cylindrical shape. As a result, a body can be easily inserted into the blind hole.
  • the at least one first blind hole is arranged on the propeller blade tip.
  • the propeller blade tip is preferably provided with a surface which preferably extends in the circumferential direction and forms an end face.
  • the arrangement on the end face is particularly preferred, since on the one hand the strength requirements in this area are relatively easy to meet. On the other hand, the position causes the greatest possible change in the moment of inertia and the center of gravity with a comparatively small mass change.
  • the at least one first blind hole is not hydrodynamically disadvantageous in this area.
  • at least one second blind hole is arranged on the end face on the propeller blade tip.
  • the at least one first blind hole and the at least one second blind hole may be the same or different in shape and size. If the at least one first blind hole and the at least one second blind hole are the same in shape and size, then it is possible to introduce a first body into either the at least one first blind hole or the at least one second blind hole. This can be effected by changing the position of a first body, a different change in the natural frequency of the propeller blade. If the at least one first blind hole and the at least one second blind hole differ in shape and size, then it is possible to introduce different bodies. Preferably, a body introduced into the at least one first blind hole would have a different mass than a body inserted into the at least one second blind hole.
  • the at least one first blind hole is cylindrically shaped. Particularly preferably, the at least one first blind hole on a thread.
  • the propeller blade consists of a composite material.
  • composite materials are glass fiber or carbon fiber reinforced plastics.
  • the composite material may be constructed, for example, in the form of a fiber reinforced composite of eight layers, the eight layers having a layer sequence D-C-B-A-A-B-C-D.
  • the layer A consists of a unidirectionally fiber-reinforced composite material
  • the layer B of a biaxial fiber-reinforced composite, wherein the two axes of the layer B is rotated by 45 ° relative to the axis of the layer A.
  • the layer C consists of a unidirectionally fiber-reinforced composite, wherein the axis of the layer C is rotated by 90 ° relative to the axis of the layer A.
  • the layer D has properties to protect the composite against damage. By this symmetrical position arrangement, a composite material with optimal mechanical properties can be obtained.
  • At least one first body is introduced into the blind hole, wherein the at least one first body has approximately the same density of the propeller material.
  • the body consists of the same material and thus has the same density.
  • at least partially a first body of higher density is at least partially introduced into the blind hole.
  • the body has a mass of from 0.05% to 10% of the propeller blade, more preferably the body has a mass of from 1% to 5% of the propeller blade.
  • At least partially a first body of lower density is at least partially introduced into the blind hole.
  • This embodiment is advantageous when propeller blades are made of metal.
  • This embodiment also includes closing the blind hole with a lid and thereby forming a low density air body within the blind hole.
  • at least partially a first body is introduced into the blind hole, wherein the at least one first body has damping properties.
  • the at least one first body preferably has a metallic core embedded in an elastic shape.
  • At least one first body is introduced into the blind hole, wherein the at least one first body is designed in the form of a lid.
  • the blind hole is closed in this embodiment by the lid.
  • At least a second body may have been introduced into the cavity that results under the cover.
  • the at least one second body introduced into the blind hole does not have to be directly in communication with the water bypassing the propeller, but particularly preferably the cover prevents the second body from being in direct communication with the surrounding water. As a result, the second body is protected by the lid from corrosion.
  • the blind hole is filled with a liquid before closing with a lid.
  • a liquid for example, water, oil or glycerol can be used.
  • the advantage of backfilling with a liquid is the low compressibility of the liquid, so that no deforming forces act on the lid even under high external pressure.
  • the liquid should be chosen so that it does not cause any change to the propeller blade, the lid and / or a second body.
  • the second liquid should have no corrosive properties.
  • the liquid has a higher viscosity than water. This is preferred when a second body is freely movably inserted into the blind hole under the lid.
  • the miscibility or solubility in water can be used. If liquid escapes from a blind hole, it is thus avoided that an insoluble phase in water reveals the presence of the boat using the propeller.
  • the blind hole is cylindrical and 5 cm to 15 cm, preferably 10 cm deep and has a diameter of 2 cm to 10 cm, preferably 5 cm.
  • a propeller for a watercraft for the inventive method has at least one propeller blade according to the invention.
  • the propeller is adapted to change by introducing a body, the natural frequency of the propeller and thus to eliminate resonance with frequencies occurring during operation.
  • a propeller according to the invention is first selected in method step a), and in method step b) at least one first body is introduced into at least one blind hole. This procedure is performed if, contrary to the calculation, a resonance occurs at a certain frequency. Due to the additional mass of the at least one first body, the natural frequency and thus the resonance frequency is changed in order to prevent the occurrence of resonance at the specific frequency.
  • any object can be used, which can be introduced into at least one blind hole.
  • the body is shaped so that it fits precisely into at least one blind hole.
  • at least one blind hole has a thread
  • the body has a thread which fits into the thread of the at least one blind hole.
  • the bodies each have the same outer shape.
  • bodies may be made of plastic, steel or lead.
  • the body may have a corresponding coating, in particular on the side which later comes into contact with water.
  • the body may be a body constructed of a core, such as a metal core, and a plastic sheath.
  • the method additionally comprises the method steps c) removing the at least one first body from at least one blind hole, d) selecting at least one secondary body, wherein the mass of the at least a second body is selected differently from the mass of the at least one first body, and e) introducing the at least one second body into at least one blind hole.
  • FIG. 1 view of a propeller with a propeller blade, and enlargement of the end face of the propeller blade
  • Fig. 2 propeller blades with several blind holes
  • Fig. 3 propeller blades with several blind holes and introduced bodies
  • the propeller 10 is shown with a hub 20 and a propeller blade 30.
  • the propeller 10 has approximately three to nine propeller blades 30, which are arranged on the hub 20.
  • the propeller blade 30 has an end face 40 in the circumferential direction, the end face 40 has a blind hole 50.
  • the blind hole 50 is executed in the example shown approximately rectangular.
  • a body, not shown, are introduced to change the natural frequency and thus the resonance frequency of the propeller blade 30 and thus the propeller 10.
  • FIG. 2 shows a further propeller blade 30, wherein the propeller blade 30 has six cylindrical blind holes 50 on the end face 40. This makes it possible to introduce one to six bodies in these blind holes 50. As a result, a more targeted change in the natural frequency can be achieved.
  • FIG. 3 shows the propeller blade 30 partly shown in FIG. 2.
  • the blind holes 50 are normally filled with first bodies 60, which has approximately the density of the propeller blade 30. For simplicity, only one introduced first body 60 is shown. To change the natural frequency and thus the resonance frequency, a first body 60 is removed and a second body 62 introduced, wherein the second body 62 has a higher density than the first body 60 and has more weight for the same dimensions.
  • the propeller blade 30 shown it is possible to introduce one to six first and / or second bodies in the blind holes 50. As a result, a more targeted change in the natural frequency and thus the resonance frequency can be achieved.
  • the second body 62 may also have a same density but different damping behavior or a lower density than the first body 60.
  • first body 60 would be introduced into the four blind holes shown still empty.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Frequenzanpassung eines Propellers (10), wobei der Propeller (10) wenigstens einen Propellerflügel (30) mit wenigstens einem Sackloch (50) aufweist und ein erster Körper in wenigstens ein Sackloch (50) eingebracht wird.

Description

Eigenfrequenzoptimierter Propeller
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Frequenzanpassung eines Propellers, wobei die Eigenfrequenz des Propellers durch Einbringung wenigstens eines Körpers verändert werden kann, um so die Schallemission zu reduzieren.
Es sind so genannte gebaute Propeller bekannt, bei denen die Flügel lösbar auf einem Tragkörper, typischerweise einer Propellernabe angebracht sind. Solche gebauten Propeller ermöglichen auch einen Aufbau des Propellers aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise einer metallenen Nabe und aus Komposit-Material gebauten Flügeln. Derartige Flügel sind insbesondere zur Anwendung bei militärischen Unterseebooten von Vorteil, da sie bessere Dämpfungseigenschaften und damit eine geringere Signatur als metallische Flügel aufweisen.
Aus der DE 10 2009 024 845 AI ist ein Propeller mit einem zentralen Tragkörper und daran befestigten Propellerflügeln bekannt.
Aus der JP S61- 181 794 A ist ein Propeller mit einer Kavität bekannt.
Aus der US 5 304 038 A ist ein Propeller mit Propellerflügeln bekannt, wobei die Propellerflügel Kavitäten aufweisen.
Aus der US 7 144 222 B2 ist ein propelelr oder ein Propellerflügel mit Hohlräumen bekannt.
Da die Eigenschaften eines Propellers sich nicht vollständig vorhersagen lassen, kommt es regelmäßig dazu, dass es bei einem gefertigten Propeller im Bereich eines Flügels oder auch nur eines Flügelbereiches zur Resonanz kommt. Dieses als Singen oder Brummen bekannte Phänomen führt zu einer Erhöhung der akustischen Abstrahlung. Ein solcher Propeller muss daher dann regelmäßig neu gefertigt werden, was sich insbesondere bei der langwierigen Herstellung von Komposit-Propellern als sehr aufwändig erwiesen hat.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Propeller bereitzustellen, bei welchem eine Resonanz nachträglich behebbar ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Ein Propellerflügel für einen Propeller eines Wasserfahrzeugs für das erfindungsgemäße Verfahren weist wenigstens ein erstes Sackloch auf. Das wenigstens eine erste Sackloch ist an einer mit Wasser in Kontakt stehenden Außenfläche angeordnet. Hierunter ist zu verstehen, dass das Sackloch nicht zur Montage des Propellerflügels auf der Nabe dient und nicht auf der der Nabe zugewandten Oberfläche angeordnet ist. Das wenigstens eine erste Sackloch dient somit nicht dazu, den Propellerflügel an der Nabe des Propellers zu befestigen, sondern steht auch nach Befestigung des Propellerflügels an der Nabe mit dem Wasser in Verbindung. Hierdurch ist eine Zugänglichkeit des Sacklochs bei montiertem Propellerflügel gegeben. Das wenigstens eine erste Sackloch befindet sich im Sinne der Erfindung auch an der mit Wasser in Kontakt stehenden Außenfläche, wenn das wenigstens eine erste Sackloch mit einer Abdeckung überdeckt ist und sich somit die Abdeckung ein Teil der mit Wasser in Kontakt stehenden Außenfläche bildet. Hierdurch ist der Propellerflügel dazu geeignet, um durch Einführen eines Körpers die Eigenfrequenz des Propellers zu verändern und so eine Resonanz mit im Betrieb auftretenden Frequenzen zu eliminieren ohne den Propellerflügel von der Nabe zu demontieren.
Ein Sackloch ist eine Vertiefung, beispielsweise eine Bohrung, die das Werkstück nicht durchdringt. Ein Sachloch kann beispielsweise konisch oder zylindrisch sein, kann eine ovale oder rechteckige Grundform aufweisen. Ein Sackloch kann beispielsweise ein Gewinde aufweisen, vorzugsweise bei einer zylindrischen Form. Hierdurch kann ein Körper einfach in das Sackloch eingebracht werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine erste Sackloch an der der Propellerflügelspitze angeordnet. Die Propellerflügelspitze ist dabei bevorzugt mit einer Fläche versehen, die sich besonders bevorzugt in Umfangsrichtung erstreckt und eine Stirnfläche bildet. Die Anordnung an der Stirnfläche ist besonders bevorzugt, da zum einen die Festigkeitsanforderungen in diesem Bereich relativ einfach zu erfüllen sind. Zum anderen wird durch die Position eine möglichst starke Änderung des Trägheitsmoments und des Schwerpunkts bei vergleichsweise geringer Massenänderung bewirkt. Des Weiteren ist in diesem Bereich das wenigstens eine erste Sackloch hydrodynamisch nicht von Nachteil. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein zweites Sackloch an der Stirnfläche an der Propellerflügelspitze angeordnet. Hierbei können das wenigstens eine erste Sackloch und das wenigstens eine zweite Sackloch in Form und Größe gleich oder verschieden sein. Sind das wenigstens eine erste Sackloch und das wenigstens eine zweite Sackloch in Form und Größe gleich, so ist es möglich einen ersten Körper entweder in das wenigstens eine erste Sackloch oder das wenigstens eine zweite Sackloch einzubringen. Hierdurch kann durch die Veränderung der Position des einen ersten Körpers eine unterschiedliche Veränderung der Eigenfrequenz des Propellerflügels bewirkt werden. Sind das wenigstens eine erste Sackloch und das wenigstens eine zweite Sackloch in Form und Größe verschieden, so ist es möglich verschiedene Körper einzubringen. Bevorzugt würde ein in das wenigstens eine erste Sackloch eingebrachter Körper eine andere Masse aufweisen als ein in das wenigstens eine zweite Sackloch eingebrachter Körper.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine erste Sackloch zylindrisch geformt. Besonders bevorzugt weist das wenigstens eine erste Sackloch ein Gewinde auf.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Propellerflügel aus einem Komposit- Material besteht. Beispiele für Komposit-Materialien sind Glasfaser- oder Kohlefaser-verstärkte Kunststoffe.
Das Komposit-Material kann beispielsweise in Form eines faserverstärkten Verbundwerkstoffs aus acht Lagen aufgebaut sein, wobei die acht Lagen eine Lagenfolge D-C-B-A-A-B-C-D aufweisen. Die Lage A besteht aus einem unidirektional faserverstärkten Verbundwerkstoff, die Lage B aus einem biaxial faserverstärkten Verbundwerkstoff, wobei die beiden Achsen der Lage B um 45 ° gegenüber der Achse der Lage A gedreht ist. Die Lage C besteht aus einem unidirektional faserverstärkten Verbundwerkstoff, wobei die Achse der Lage C um 90 ° gegenüber der Achse der Lage A gedreht ist. Die Lage D weist Eigenschaften zum Schutz des Verbunds gegen Beschädigung auf. Durch diese symmetrische Lageanordnung kann ein Verbundwerkstoff mit optimalen mechanischen Eigenschaften erhalten werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist in das Sackloch wenigstens ein erster Körper eingebracht, wobei der wenigstens eine erste Körper ungefähr dieselbe Dichte des Propellermaterials aufweist. Besonders bevorzugt besteht der Körper aus demselben Material und weist somit dieselbe Dichte auf. In einer weiteren Ausführungsform ist in das Sackloch zumindest teilweise wenigstens ein erster Körper höherer Dichte eingebracht. Bevorzugt weist der Körper eine Masse von 0,05 % bis 10 % des Propellerblatts auf, besonders bevorzugt weist der Körper eine Masse von 1 % bis 5 % des Propellerblatts auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist in das Sackloch zumindest teilweise wenigstens ein erster Körper geringerer Dichte eingebracht. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn Propellerflügel aus Metall ist. Diese Ausführungsform umfasst auch ein Verschließen des Sacklochs mit einem Deckel und dadurch Bilden eines Luftkörpers mit geringer Dichte innerhalb des Sackloches. lErfindungsgemäß ist in das Sackloch zumindest teilweise wenigstens ein erster Körper eingebracht, wobei der wenigstens eine erste Körper Dämpfungseigenschaften besitzt. Der wenigstens eine erste Körper weist bevorzugt einen metallischen Kern auf, der in einer elastischen Form eingebettet ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird in das Sackloch wenigstens ein erster Körper eingebracht, wobei der wenigstens eine erste Körper in Form eines Deckels ausgeführt ist. Das Sackloch wird in dieser Ausführungsform durch den Deckel verschlossen. In den sich unter dem Deckel ergebenden Hohlraum kann zuvor wenigstens ein zweiter Körper eingebracht worden sein. Der in das Sackloch eingebrachte wenigstens eine zweite Körper muss dabei nicht mit dem den Propeller umgehenden Wasser direkt in Verbindung stehen, sondern besonders bevorzugt verhindert der Deckel, dass der zweite Körper mit dem umgebenden Wasser direkt in Verbindung steht. Dadurch ist der zweite Körper durch den Deckel vor Korrosion geschützt.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Sackloch vor dem Verschließen mit einem Deckel mit einer Flüssigkeit verfüllt. Als Flüssigkeit kann beispielsweise Wasser, Öl oder Glycerin eingesetzt werden. Vorteil der Verfüllung mit einer Flüssigkeit ist die geringe Kompressibilität der Flüssigkeit, sodass auf den Deckel auch bei hohem Außendruck keine verformenden Kräfte wirken. Die Flüssigkeit sollte so gewählt sein, dass diese keine Veränderung an dem Propellerflügel, dem Deckel und/oder einem zweiten Körper bewirkt. Insbesondere sollte die zweite Flüssigkeit keine korrodierenden Eigenschaften aufweisen. Besonders bevorzugt weist die Flüssigkeit eine höhere Viskosität als Wasser auf. Dieses ist bevorzugt, wenn ein zweiter Körper frei beweglich in das Sackloch unter dem Deckel eingebracht wird. Als weiteres Auswahlkriterium für die Flüssigkeit kann die Mischbarkeit oder Löslichkeit in Wasser verwendet werden. Sollte Flüssigkeit aus einem Sackloch austreten, wird so vermieden, dass eine unlösliche Phase in Wasser die Anwesenheit des den Propeller verwendenden Bootes verrät.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Sackloch zylindrisch und 5 cm bis 15 cm, bevorzugt 10 cm tief und hat einen Durchmesser von 2 cm bis 10 cm, bevorzugt von 5 cm.
Ein Propeller für ein Wasserfahrzeug für das erfindungsgemäße Verfahren weist wenigstens einem erfindungsgemäßen Propellerflügel auf. Hierdurch ist der Propeller dazu geeignet, um durch Einführen eines Körpers die Eigenfrequenz des Propellers zu verändern und so eine Resonanz mit im Betrieb auftretenden Frequenzen zu eliminieren.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Frequenzanpassung eines Propellers wird zunächst im Verfahrensschritt a) ein erfindungsgemäßer Propeller ausgewählt und in Verfahrensschritt b) wenigstens ein erster Körper in wenigstens ein Sackloch eingebracht. Dieses Verfahren wird durchgeführt, sofern entgegen der Kalkulation eine Resonanz bei einer bestimmten Frequenz auftritt. Durch die zusätzliche Masse des wenigstens einen ersten Körpers wird die Eigenfrequenz und damit die Resonanzfrequenz verändert, um das Auftreten der Resonanz bei der bestimmten Frequenz zu verhindern.
Als Körper kann jeder Gegenstand verwendet werden, der in wenigstens ein Sackloch eingebracht werden kann. Vorzugsweise ist der Körper so geformt, dass dieser passgenau in wenigstens ein Sackloch passt. Beispielsweise weist wenigstens ein Sackloch ein Gewinde auf, der Körper weist ein in das Gewinde des wenigstens einen Sacklochs passendes Gewinde auf. Vorzugsweise kann unter einer Mehrzahl an Körpern ausgewählt werden, wobei die verschiedenen Körper verschiedene Massen aufweisen. Besonders bevorzugt weisen die Körper hierbei jeweils die gleiche Außenform auf. Körper können beispielsweise aus Kunststoff, Stahl oder Blei bestehen. Der Körper kann insbesondere auf der Seite, welche später mit Wasser in Kontakt kommt, eine entsprechende Beschichtung aufweisen. Ebenso kann es sich bei dem Körper um einen aus einem Kern, zum Beispiel einen Metallkern, und einer Kunststoffummantelung aufgebauten Körper handeln.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren zusätzlich die Verfahrensschritte c) Entfernen des wenigstens einen ersten Körpers aus wenigstens einem Sackloch, d) Auswählen wenigstens eines zweitens Körpers, wobei die Masse des wenigstens einen zweiten Körpers von der Masse des wenigstens einen ersten Körpers verschieden gewählt wird und e) Einbringen des wenigstens einen zweiten Körpers in wenigstens ein Sackloch auf.
Zwar lassen sich prinzipiell die Eigenfrequenzen berechnen, praktisch hat sich jedoch gezeigt, dass dieses nicht vollkommen zuverlässig erfolgen kann. Daher ist oftmals das Ausprobieren verschiedener Körper mit verschiedenen Massen, Thal and Error, zielführend.
Neben der oben genannten Verfahrensvariante ist als weitere Verfahrensvariante oftmals zielführend, sofern mehrere Sacklöcher, optimalerweise mit identischer Form, vorliegen, einen Körper nacheinander in verschiedene Sacklöcher einzubringen und anschließend die Veränderung der auftretenden Resonanz zu beobachten. Hierdurch kann empirisch die beste Position des Körpers herausgefunden werden.
Nachfolgend ist der erfindungsgemäße Propeller anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 Ansicht eines Propellers mit einem Propellerflügel, sowie Vergrößerung der Stirnfläche des Propellerflügels
Fig. 2 Propellerflügel mit mehreren Sacklöchern
Fig. 3 Propellerflügel mit mehreren Sacklöchern und eingeführten Körpern
In Fig. 1 ist der Propeller 10 mit einer Nabe 20 und einem Propellerflügel 30 gezeigt. Üblicherweise weist der Propeller 10 etwa drei bis neun Propellerflügel 30 auf, welche an der Nabe 20 angeordnet sind. Zur Vereinfachung ist hier jedoch nur ein Propellerflügel 30 gezeigt. Der Propellerflügel 30 weist eine Stirnfläche 40 in Umfangsrichtung auf, die Stirnfläche 40 weist ein Sackloch 50 auf. Das Sackloch 50 ist im gezeigten Beispiel annähernd rechteckig ausgeführt. In das Sackloch 50 kann ein Körper, hier nicht gezeigt ist, eingebracht werden, um die Eigenfrequenz und damit die Resonanzfrequenz des Propellerflügels 30 und damit des Propellers 10 zu verändern.
Fig. 2 zeigt einen weiteren Propellerflügel 30, wobei der Propellerflügel 30 an der Stirnfläche 40 sechs zylinderförmige Sacklöcher 50 aufweist. Hierdurch ist es möglich ein bis sechs Körper in diese Sacklöcher 50 einzubringen. Hierdurch kann eine gezieltere Veränderung der Eigenfrequenz erreicht werden. Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 teilweise dargestellten Propellerflügel 30. Die Sacklöcher 50 sind normalerweise mit ersten Körpern 60 gefüllt, welcher ungefähr die Dichte des Propellerflügels 30 aufweist. Vereinfachend ist nur ein eingebrachter erster Körper 60 dargestellt. Zur Veränderung der Eigenfrequenz und damit der Resonanzfrequenz wird ein erster Körper 60 entfernt und ein zweiter Körper 62 eingebracht, wobei der zweite Körper 62 eine höhere Dichte aufweist als der erste Körper 60 und bei gleichen Abmessungen mehr Gewicht hat. Im gezeigten Propellerflügel 30 ist es möglich ein bis sechs erste und/oder zweite Körper in den Sacklöchern 50 einzubringen. Hierdurch kann eine gezieltere Veränderung der Eigenfrequenz und damit die Resonanzfrequenz erreicht werden.
Sofern es die gezielte Veränderung der Eigenfrequenz nicht mit einem zweiten Körper 62 höherer Dichte zufriedenstellend erreicht werden kann, kann der zweite Körper 62 natürlich auch ein gleiche Dichte, aber anderes Dämpfungsverhalten oder auch eine geringere Dichte als der erste Körper 60 haben.
Vorteilhafter Weise würden auch in die vier noch leer dargestellten Sacklöcher 50 erste Körper 60 eingebracht werden.
Bezugszeichen
10 Propeller
20 Nabe
30 Propellerflügel
40 Stirnfläche
50 Sackloch
60 erster Körper mit einer ersten Dichte
62 zweiter Körper mit einer zweiten Dichte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Frequenzanpassung eines Propellers (10), wobei das Verfahren die
folgenden Verfahrensschritte umfasst:
a) auswählen eines Propellers (10) für ein Wasserfahrzeug mit wenigstens einem
Propellerflügel (30), wobei als Propellerflügel (30) ein Propellerflügel (30) mit wenigstens einem ersten Sackloch (50) ausgewählt wird, wobei das wenigstens eine erste Sackloch (50) an einer mit Wasser in Kontakt stehenden Außenfläche angeordnet ist,
b) Einbringen wenigstens eines ersten Körpers in wenigstens ein Sackloch (50), wobei der wenigstens eine erste Körper Dämpfungseigenschaften besitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
c) Entfernen des wenigstens einen ersten Körpers aus wenigstens einem Sackloch (50), d) Auswählen wenigstens eines zweitens Körpers, wobei die Masse des wenigstens einen zweiten Körpers von der Masse des wenigstens einen ersten Körpers verschieden gewählt wird,
e) Einbringen des wenigstens einen zweiten Körpers in wenigstens ein Sackloch (50).
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Propellerflügel (30) ein Propellerflügel aus einem Komposit-Material ausgewählt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Körper in Form eines Deckels ausgeführt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das Sackloch zuerst wenigstens ein zweiter Körper und anschließend wenigstens ein erster Körper eingebracht wird, wobei als wenigstens eine erste Körper ein Körper in Form eines Deckels ausgewählt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in das
Sackloch zuerst mit einer Flüssigkeit eingefüllt, wobei als Flüssigkeit beispielsweise Wasser, Öl oder Glycerin ausgewählt wird, anschließend wenigstens ein erster Körper in das Sackloch eingebracht wird, wobei als wenigstens eine erste Körper ein Körper in Form eines Deckels ausgewählt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren durchgeführt wird, wenn eine Resonanz bei einer bestimmten Frequenz auftritt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Einführen eines Körpers die Eigenfrequenz des Propellers derart verändert wird, dass eine Resonanz mit im Betrieb auftretenden Frequenzen eliminiert wird.
PCT/EP2017/054415 2016-03-16 2017-02-24 Eigenfrequenzoptimierter propeller Ceased WO2017157641A1 (de)

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