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Kegelpropeller.
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Art, der aus einem kegelförmigen bzw. pyramidenförmigen Körper oder Mantel besteht. an dessen Aussen- oder Innenfläche radial gerichtete Flächen angeordnet sind.
Radial von einem Drehkörper (Welle) ausgehende Flächen wirken bei der Umdrehung des Drehkörpers rein zentrifugal, sobald diese Radialflächen genau in der Achsenrichtung liegen.
Bei sämtlichen bisher bekannten Schraubenpropellern sind diese radialflächen daher in einem bestimmten Winkel zur Achsrichtung verdreht, wodurch die bekannte Saug-und Druck- wirkung der heutigen Schraubenpropeller entsteht. Dabei ist aber die Zentrifugalwirkung der Radislflächen (Schraubenflügel) noch immer vorhanden. was sich sofort zeigt, wenn der Propeller schneHer als berechnet in Umdrehung gesetzt wird.
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dass irgendwelche zentrifugale Nebenwirkungen auftreten.
Dieser Zweck wird erreicht durch das Zusammenwirken von Kegelfläche mit einer grösseren Anzahl von Radialflächen. die, von der Kegelspitze nach der Kegelbasis verlaufend, sich über die
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gute Wirkung zu erreichen, ist es hiebei gleichgiltig, ob die Radialflächen an der Aussen-oder Innenfläche des Kegels oder an beiden angeordnet sind. Sollen Radialflachen an der inneren
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dargestellt :
Fig. 1 zeigt einen Kegelpropeller mit Aussenschaufeln in Seitenansicht.
Fig. 2 denselben in Vorderansicht, während in
Fig. 3 dieser Propeller in senkrechtem Längsschnitt nach A-B der Fig. 2 dargestellt ist.
Fig. 4 stellt diesen Propeller mit im winkel zu den Erzeugenden des Kegels gestellten Aussenschaufetn in Seitenansicht, und
Fig. 5 in Vorderansicht dar.
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Fig. 12 diesen Propeller in Rückansicht, und
Fig. 13 im Längsschnitt nach der Fig. 12. In
Fig. 14 ist ein Kegelpropeller mit Innenschaufeln allein in Seitenansicht, in
Fig. 15 in Rückansicht, und in
Fig. 16 im Längsschnitt nach G-H der Fig. 15 dargestellt. Die
Fig. 17 und 19 zeigen verschiedene Beispiele von anwendbaren Schaufelformen.
Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Kegelpropeller ist als typische Grundform des neuen Propellersystems zu betrachten.
Der hohle Kegelmantel k ist an seiner Spitze s zu einer Nabe n ausgebildet, mittels welcher der Kegel in geeigneter Weise aus dem Wellenschaft M'befestigt wird. In der Zeichnung ist die für die bisherigen Schraubenpropeller übliche Befestigungsweise mittels Unterlagsscheibe u und Schaftmutter M lediglich als Beispiel gezeigt.
Auf der Aussenfläche des Kegels k sind Aussenschaufeln a in geeigneter Anzahl derart befestigt, dass sie von der Spitze s des Kegels nach dessen Basis p in genau gleichen Abständen voneinander radial verlaufen.
Der Kegelmantel k kann mit seiner Nabe n aus einem Stück gegossen und die Schaufeln a
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betätigt sein. Für grössere Propeller wird sich jedoch die Herstellung des Kegelmautels kaus starkem Kesselblech empfehlen, das an der Kegelspitze in geeigneter Weise auf der Nabe n befestigt ist.
Die Anzahl der Schaufeln a hat sich nach deren Form und Flächenbreite zu richten. In Fig. 2 sind 16 Schaufeln a angeordnet, welche Anzahl sich durch praktische Versuche bei der in Fig. 1 dargestellten Schaufelform als die günstigste ergeben hat, doch können bei dieser Schaufelform zwischen 2 und 36 Schaufeln a Anwendung finden.
Bei Anwendung von wenig Schaufeln muss die Fläche jeder einzelnen Schaufel a grösser, bei einer grösseren Anzahl Schaufeln entsprechend geringer gewählt werden. Die hinteren Schaufelkunten k dürfen sich keinesfalls über den Umfang der Kegelbasis p erheben, weil ein Überstehen der Schaufelkanten über die Peripherie p sofort zentrifugal wirken würde.
Bei der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführung sind die Schaufeln a schräg zu den Erzeugenden der Kegelfläche angeordnet.
Der in den Fig. 8 bis 10 dargestellte Propeller unterscheidet sich von dem Propeller nach den Fig. 1 bis 3 nur dadurch, dass anstatt des runden Kegels eine beliebig vieleckige Pyramide b als Hasis für die Aussenschaufeln a dient. Die Aussenschaufeln a sind in diesem Falle auf den Kanten der Pyramide b zu befestigen. so dass sich ihre Anzahl nach der Zahl der Pyramidenkanten richtet.
In der Zeichnung sind 16 Kanten mit J6 Schaufeln a dargestellt, doch kann ihre Zahl zwischen 4 und 36 schwanken.
Die Fig. 11 bis 13 veranschaulichen die Anwendung von Aussen- und Innenschaufeln an einem Kegelpropeller.
Von dem Kegelmantel k ist die Spitze s abgeschnitten, so dass eine entsprechend grosse Einlassöffnung e entstcht. Der Mantel k ist durch Arme o mit der Nabe n starr verbunden.
Die Aussenschaufeln a sind an der Aussenfläche und die Innenschaufeln i an der Innen- fäche des Kpplmantels k in regelmässigen Abständen voneinander befestigt ; auch hier dürfen die Hinterkanten h der Aussenschaufeln a nicht über die Peripherie p der Kegelbasis und die
Hinterkanten h der Innenschaufetn t nicht über den hinteren Rand der Basis p vorstehen, um
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zu befestigen.
In den Fig. 14 bis 16 ist ein Propeller, der nur Innenschaufeln i besitzt, dargestellt.
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Die Wirkungsweise der neuen Propeller ist aus den Fig. 3, 13 und 16 ersichtlich.
Die radial stehenden Schaufeln a und i fassen bei schneller Drehung das den Propeller infolge der in der Richtung von der Spitze zur Basis des Kegels auftretenden Saugwirkung umgebende Medium (Wasser oder Luft) und zwingen es, an den Kegelssächen beschleunigt entlangzuströmen, um dann den Propeller als ein Hohlkegel zu verlassen, wie strichpunktiert angegeben ist. Bei schneller Bewegung des Fahrzeuges wird das Medium den Propeller verlassen, wie z. B. ein über einen Dorn gezogenes Rohr.
Der Propeller arbeitet stets nur vorwärts, d. h. in der Richtung der Kegelspitze 8, gleichviel, nach welcher Richtung die Drehung erfolgt. Für Rückwärtsfahrt müssten demnach besondere Propeller angewendet werden, die denjenigen für Vorwärtsfahrt entgegengerichtet sind.
Ein solcher Propeller für Vor-und Rückwärtsfahrt ist in Fig. 7 veranschaulicht.
Hier ist der Kegel k für Vorwärtsgang auf einer hohlen Welle 10, und der Kegel kl für Rückwärtsgang, dem ersteren entgegengerichtet, auf einer vollen Welle 101 befestigt, welche letztere in der hohlen Welle 10 liegt. Je nachdem die Welle w oder 101 angetrieben wird, arbeitet der Kegel k vorwärts oder der Kegel "-. 1 rückwärts ; der ruhende Kegelpropeller bietet dabei dem von dem arbeitenden Propeller abströmenden Medium (Wasser und Luft) keinen nennenswerten Wider- stand, vielmehr werden dessen Schaufeln a gewissermassen als Leitschaufeln dienen.
Für Propeller nach den Fig. 1 bis 5 empfiehlt es sich, die Kegelbasis p durch eine kegelig gestaltete Kappe c nach hinten abzuschliessen, wie in Fig. 6 dargestellt ist.
Für alle Propeller empfiehlt es sich, die Kegelbasis mit einem Schwungring aus schwerem Metall, beispielsweise Blei, zu versehen, wobei darauf Rücksicht zu nehmen ist, dass das ungehinderte Abströmen des an den Kegelflächen entlangströmenden Mediums nicht erschwert wird.
Die Wirkung des neuen Propellers ist auf folgende Weise zu erklären.
Nach bekannten Gesetzen wirken radial gestellte Flügel- oder 8chaufelfl chen eines Drehkörpers an sich bei schneller Drehung nur zentrifugal. Durch Zusammenwirken der Radialflächen mit den von der Spitze s nach der Basis p allseitig ansteigenden Kegel-oder Pyramidenflächen ändert sich die Wirkung aber in folgender Weise.
Die. grosse Umfangsgeschwindigkeit nahe der Basis p oder an dieser hat das Bestreben, das umgebende Medium (Wasser oder Luft) nach aussen zu schleudern. Da die Kegel-oder Pyramidenflächen ein Zuströmen des Mediums von innen verhindern, muss der grössere Bedarf der Basis p von dort genommen werden, wo die Umfangsgeschwindigkeit geringer ist, also von der Spitze s her. Es muss demnach an der Kegelfläche entlang eine, von der Spitze 8 nach der
Basis p stetig zunehmende Strömung entstehen, die ihrerseits auch die Schleuderkraft an der Basis p nach hinten ablenkt, so dass die Richtung der durch die Radialflächen erzeugten Zentrifugalbewegung sich mehr der parallel zur Welle gerichteten Bewegung nähert.
Die neuen Propeller können nicht nur für die Bewegung von Wasser-und Luftfahrzeugen, sondern auch als Ventilatoren oder als Saug-und Druckpumpen Verwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kegelpropeller, gekennzeichnet durch einen Kegel (k), dessen Kegelfläche mit von der Kegelspitze (s) nach der Kegelbasis (p) längs der Erzeugenden verlaufenden Radialflächen (a) versehen ist.
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