DE1808637A1

DE1808637A1 - Propellersystem

Info

Publication number: DE1808637A1
Application number: DE19681808637
Authority: DE
Inventors: Macy Jun James Booth; Satterthwaite James Glenn
Original assignee: SATTERTHWAITE JAMES GLENN
Current assignee: SATTERTHWAITE JAMES GLENN
Priority date: 1968-11-13
Filing date: 1968-11-13
Publication date: 1970-06-04

Description

Propellersystem Die Erfindung betrifft die Lagerung und den antrieb von Propellern, insbesondere ein Un-triebssystem, bei dem sich ein Propeller in einem Rohr oder einer Düse befindet und an seinem Umfang gelagert und angetrieben ist0 Wenn ein Propeller in einem Fluid rotiert, erzeugt er eine Schubkraft durch Beschleunigung einer Fluidmasse in Achsenrichtung der Propellerdrehung. Der Wirkungsgrad des Propellers ist gleich dem Quotienten von der durch das System erzeugten Schubkraftleistung und der Bingangsleistung des Systems.InjederAnlage, wo ein Schiffspropeller in offenem, nicht ummantelten Zustand arbeitet, treten verschiedene Leistungsverluste auf. Zum besseren Verständnis der durch die Erfindung überwundenen Nachteile sollen die Leistungsverluste in sechs Gruppen unterteilt werden.
Eine erste Gruppe ist der teistungsverlust, der durch die Fahrtkontraktation des Propellerstrahls entsteht. Dieser Verlust ist proportional zur heckgerichteten Beschleunigung des Fluids, auf das der Propeller einwirkt. Die heckgerichtete Beschleunigung wird gewöhnlich "wahrer Schlupf" genannt. Die zweite Gruppe ist der Leistungsverlust, der durch den Wiederumlauf oder die turbulente Strömung des Fluids von der Antriebsfläche des Flügels zu dessen Rückfläche um die Spitze oder das Ende des Propellerflitgels hervorgerufen wird0 Die dritte Gruppe ist der Leistungsverlust, der durch das lirbeln des Propellers um seine Drehachse infolge Propellerwellenverbiegun;en bei Propellerendbelastun auftritt. Die vierte Gruppe ist der leistungsverlust, der durch den Reibungswiderstand der Propellerflügel erzeugt wird. Dieser Reibungswiderstand erzeugt eine Dreh- oder tangentiale Fluidbewegung um die Achse der Propellerdrehung. Die fünfte Gruppe ist der Leistungsverlust, der durch den Reibungswiderstand der Außenbordwelle,'der Lagertragstreben und anderer Außenbordkonstruktionsteile des Propellersystems verursacht wird. Die sechste Gruppe ist der Leistungsverlust an kinetischer Energie, der durch die Axialbeschleunigung oder den wahren Schlupf des von dem Propller erfaßten Fluids entsteht. Dieser Verlust steigt mit der heckgerichteten Geschwindigkeit oder dem wahren Schlupf des Fluids an. Da ein gewisser Schlupf erforderlich ist, um den Schub oder eine Antriebskraft zu erzeugen, ist dieser Verlust immer vorhanden und als grundsätzlicher Verlust anzusehen. Die einzelnen Verlustgruppen sind miteinander verknüpft. Es gibt jedoch noch andere Verluste. Die Berücksichtigung nur der oben erwähnten Verluste führt zu einer vereinfachten Analyse, die beim Verständnis des mit der Erfindung erreichten technischen Fortschritts hilft.
Düsen oder Rohre werden verwendet, um den Verlust in der ersten Gruppe infolge Propellerfahrtkontraktion aufgrund axialer Beschleunigung des Fluids bei hohem Schlupf klein zu halten oder zu beseitigen. In derartigen Anlagen ist es allgemein üblich, die Düse als Teil des SchSfarumpfs auszubilden und den Propeller in der Düse unter Verwendung einer mittenangeordneten Propellerwelle und Strehen für den Antrieb und die Lagerung des Propellers anzuordnen. In derartigen Anlagen muß ein Spiel zwischen den Spitzen der Propellerflügel und der Innenwand der Düse vorgesehen sein. Daher tritt nur eine Unterdrückung der Fahrtkontraktion auf, während die anderen Gruppen von Leistungsverlust bleiben. Ferner tritt eine Erosion an der Flügeispitze und am Düsenhals auf. Schließlich ist der Propellerantrieb nicht einfach, da das normalerweise vorhandene Innenborduntersetzungsgetriebe und dicke, hohe Drehmomente übertragende Welleneinheiten, die normalerweise in den meisten Schiffen erforderlich sind, beibehalten werden0 Es sind bereits verschiedene Systeme in Erwägung gezogen worden, um die Leistung des Propellers zu verbessern und den Antrieb zu vereinfachen. In manchen Fällen haben diese Systeme einen Propeller mit einem Umfangskranz, in dem der Propeller in Umfangslagern gelagert ist, die an dem Kranz angreifen und ihn lagern, und wobei das Drehmoment zum Antrieb des Propellers über den Kranz ausgeübt wird. Obwohl derartige Systeme grundsätzlich einen höheren Propellerwirkungsgrad und auch ein vereinfachtes Antriebssystem ermöglichen, werden sie nicht allgemein verwendet, da Schwierigkeiten mit einer befriedigenden Radial- und Axiallagerung und mit einer befriedigenden Schmierung der Lager und der Antriebe auftreten.
Durch die Erfindung wird ein Schiffsantriebssystem angegeben, bei dem Propeller in wassergeschmierten Gummilagern in einem Rohr oder einer Düse umfangsgelagert sind. Ein wassergeschmierter Umfangsantrieb erzeugt eine Drehzahluntersetzung im Abstand von der Kraftmaschine des Schiffes, was die Verwendung, dünnerer, schnell laufender Antriebswellen erlaubt. Tandemdüsen in einem einzigen Einheitsgehäuse sind jeweils mit umfangsgelagerten und-getriebenen Propellern vorhanden um den Arbeitswirkungsgrad zu erhöhen. Die Düsen können mit Gummiabschnitten versehen sein'die sich verbiegen, wenn Fremdkörper eintreten, um eine Beschädigung des Düsensystems zu verhindern. Der niedrige Reibungskoeffizient der Gummidüsen verringert die Reikungsverluste.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist. ein wassergeschmiertes Gummilager in dem Düsengehäuse montiert, um an einem Umfangsring am Propeller anzuliegen, und ein wassergeschmiertes Gummigetriebeantriebssystem ist vorhanden, um das Drehmoment auf den Propellerkranz zu übertragen.
Die Gummilager nehmen die volle Axial- und Radiallagerung vor.
Da Wasser verwendet wird, um sowohl den Getriebeantrieb als auch die Gummilagerflächen zu schmieren, wird eine gute Schmierung leicht erreicht, so daß kaum Wartungsschwierigkeiten auftreten. Ein derartiges System stellt eine praktische Konstruktion zur Erreichung der maximalen Vorteile einer Ummantelung dar, da ein Spitzenspiel vermieden und die Leistungsverluste der zweiten Gruppe klein gehalten werden. Der Propeller ist so gelagert, daß der Wirbelverlust der dritten Gruppe nicht auftritt. Ferner kann keine Erosion der Flügel spitze und des Düsenhals es auftreten. Schließlich gewährleistet der Antrieb jede gewünschte Drehzahluntersetzung am Propeilerkranz im Abstand von der Kraftmaschine, Das erlaubt die Verwendung einer klein nen, schnell laufenden Innenbordwelleneinheit zur tbertragung der erforderlichen Leistung zum Propeller. Dadurch werden die Leistungsverluste der fünften Kategorie, die durch eine Außenbordwelle und Strebenhalterungen entstehen, vollständig vermieden.
Schiffe müssen normalerweise ohne größere Lagerbeschädigung in Schmutzwasser fahren können, wie es in Häfen, Flüssen oder dergleichen auftritt, Daher bildet das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ein Antriebssystem mit einer Wasserkammer, die zu dem Propellerlager und dem Antriebegetriebe offen ist, so daß sauberes schiffseigenes Wasser oder gefiltertes Uragebungswasser der Wasserkalmer mit einem ausreichend hohen Druck zugeführt werden kann, um den Eintritt von Schmutzwasser oder anderen lagerschädigenden Stoffen zu vermeiden Im allbemeinen, wenn Schiffe auf hoher See oder in relativ sauberen Gewässern fahren, ist jedoch das Versorgungssystem, das sauberes, schiffseigenes Wasser der Wasserkammer zuführt, nicht erforderlich, und die Kammer ist offen und wird direkt mit sauberem Wasser aus der Umgebung versorgte Wassergeschmierte Gummilager sind besonders gut für die Umfangslagerung des Propellers geeignet, um sowohl eine Radialals auch Axiallagerung vorzunehmen, da sie eine geringe Reibung erzeun wenn die Oberflächengeschs ndígReit im Lager erhöht wird, und am besten arbeiten, wenn die Lagerbelastung pro Flächeneinheit niedrig ist.
In einem System gemäß der Erfindung haben die Lager notwendigerweise einen großen Durchmesser und eine große Oberfläche, da sie an Umfangskranz des Propellers angreifen. Daher ist die Oberflächengeschwindigkeit für einen gegebenen Propellerdurchmesser und eine gegebene Propellerdrehzahl viel höher als bei üblichen Wellenlagern, die sich innerhalb der in der Mitte angeordneten Propellernabe befinden. Derartige Lager mit großen Durchmesser erzeugen auch eine große Lagerfläche, selbst bei axial kurzen Lagern, Daher sind die Lagerdrücke gering, und die Gummilager arbeiten leistungsfähig bei einem Minimum von Reibung, Abnutzung und Wartung.
Beim ersten Ausführungsbeispiel ist ein Zahnring um den Propellerkranz vorgesehen und mit einer Stirnverzahnung auf seinem Umfang versehen. Die Zahnringverzahnung ist aus Hartgummi hergestellt und kämmt mit einem oder mehreren stirnverzahnten Antriebsritzeln, die im oberen Innenborddüsenrahmen gelagert sind. Vorzugsweise bestehen die Ritzel aus korrosionsfestem Metall wie rostfreiem Stahl. Eine derartige Konstruktion arbeitet unter Verwendung von Gummiverzahnung bei extrem niedrigen Reibungsverlusten infolge des sehr geringen Reibungskoeffizienten zwischen benetztem Netall und Gummi. Es können auch relativ graße Werte von PS übertragen werden, da das Drehmoment am maximalen Radius ausgeübt wird. Bei Spitzenbelastungen verbiegt sich die Gummiverzahnung etwas, und mehrere Zähne sind in gleichzeitiger Berührung, so daß sie zusammen das erforderliche Drehmoment übertragen. Ähnliche Ergebnisse können durch Verwendung eines RiXmentriebs erhalten werden, wobei die Riemen einen verzahnungsähnlichen Aufbau haben, es können aber auch V-Riemen verwendet werden, um das Drehmoment auf den Propellerkranz auszuüben. Bei einer derartigen Anordnung ist der Abstand zwischen den Mittenlinien des Propellerzahnringe und des Ritzels nicht notwendigerweise mit einer Drhzahluntersetsung verknüpft, da sie nicht direkt kämmen. Das ausgeübte Drehmoment wird auch auf einen größeren Kreisbogen des Propellerkranzes verteilt, so daß eine geringere Belastung an irgendeiner vorgegebenen Stelle auf dem Kranzumfang auftritt.
Ein Antriebssystem mit Propellern, die umfangsg.lagert und -angetriebZn sind, ist besonders als Hauptantrieb von Schiffen wegen des mit ihm erreichbaren hohen Wirkungsgrads geeignet.
Derartige systeme sind auch wegen ihrer einfachen Konstruktion gut für Bug- und Heckschubeinrichtungen für Schiffe und in Pipelinepumpanlagen geeignet.
Verachiedene Konstruktionsabwandlungen des ersten Ausführungsbeispiels sind abgebildet. Zu diesen Abwandlungen gehören verschiedene Düsenkonstruktionen und verschiedene Propellerlagerungs- und -antrieb8an0rdnungen.
Durch die Erfindung wird auch eine verbesserte Steuerung angegeben, Schleppkähne, die mit Schleppseilen großer Länge zu tun haben, z.B. Schleppzüge und dergleiehen, müssen mit einem besonderen Steuerantrieb versehen sein, um um scharfe Krümmungen in Wasserwegen manövrieren zu können. Zusätzlich zu dem normalen Steuerruder, das ungefähr mittschiffs zur X Welle des Propellers angeordnet iwt, werden auch Zwillingeruder vor dem Propeller verwendet, die die Propellerwelle flankieren. Sie we-rden im allgemeinen Flankierruder genannt0 Das Vorhandensein einer üblichen Propellerwelle erfordert, daß Zwillingsruder verwendet werden, da die Propellerwelle den Einbau eines einzigen Vorwärtsruders in Mittschifflage ausschließt. Flankierruder führen Jedoch zu einer doppelten Störung der Stromlinienströmung des Wassers unmittelbar vor dem Propeller und erzeugen daher einen sehr großen Reibungswiderstand. Durch Weglassen der mittleren Propellerwelle und Verwendung eines Umfangsantriebs ist es praktisch, ein einziges Vorwärtsruder in der Mitte der Düse ähnlich dem Nachsteuerruder anzuordnen. Das hält die Beeinträchtigung der Strömung und die Reibungswiderstandsverluste klein. Dadurch wird der Gesamtantriebswirkungsgrad wesentlich verbessert, ohne daß die Steuerfähigkeit beeinträchtigt wird Ferner werden die Baukosten verringert.
Gemäß der Erfindung ist ein wesentlicher Abschnitt der Düse aus Gummi hergestellt. Wegen ihrer extrem niedrigen Reibung in Wasser hat eine Düse mit einer Gummifläche nur einen geringen Reibungswiderstandsverlust. Bei der erläuterten Düse, die vorwiegend aus Gummi besteht, sind der Vorder- und der Austrittsabschnitt der Düse mit geformten Gummisektoren versehen, die nach ihrem Einbau zusammen den insgesamt kreiErunden BinlauS- und uslaufabsohnitt der Düse ergeben. Da Gummi sehr genau geformt werden kann, können derartige Düsen bei minimalen Kosten sehr genau geformt werden. Die Flexibilität von Gummi vermeidet ferner eine Beschädigung der Düse, wenn auf die Düse Fremdkörper treffen, wie sie oft in Wasserwegen und Häfen vorhanden sind0 Die Sektoren sind mit axialen, aneinanderliegenden , Radialflächen versehen, so daß die zusammengebaute Konstruktion einen Bogen darstellt, der relativ große, innengerichtete Radialkräfte aushalten kann. Da die Strömung durch die Düse bei einer hU-heren Geschwindigkeit als die Strömung um die Düse auftritt, werden im Betriebszustand innengerichtete hydraulische Kräfte entwickelt. Daher wird die Bogenkonstruktion der zusammengebauten Düse nach innen belastet. Daher ergibt die Halterung der Düsen sektoren an nur einem Ende die erforderliche Konstruktionsfestigkeit.
Mit einem zweiten erläuterten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung kann ein noch höherer Wirkungsgrad des Systems erreicht werden. Es ist zwar bereits bekannt, daß ein höherer Systemwirkungsgrad durch gegenrotierende Tandempropeller erzielt werden kann. Derartige Systeme werden Jedoch bis Jetzt nicht benutzt, da Tandempropellersysteme zu unpraktischen Antriebs- und Lagerkonstruktionen führen. Wenn z.B. eine mittlere Antriebswelle verwendet wird, müßten gegenrotierende konzentrische Wellen und sehr komplizierte Lager verwendet werden.
Das erläuterte zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung hat zwei gegenrotierende Propeller, die in einzelnen Tundemdüsen gelagert sind, die sich in einem Düseneinheitsgehäuse befinden.
Die Propeller sind umfangsgelagert und -angetrieben. Eine derartige Umfangslagerung und -antrieb ist besonders vorteilhaft, da dadurch eine einfache praktische Konstruktion ermöglicht wird und getrennte, parallel angeordnete Antriebswellen verwendet werden können. In einem gegebenen System, das mit einem vorgegebenen Schub arbeitet, arbeitet Jeder Tandempropeller mit einem kleineren Schlupf als ein vergleichbares Einpropellersystem, so daß die Beschleunigung oder die Leistungsverluste durch wahren Schlupf gemäß der sechsten Gruppe kleingehalten werden. Entsprechend arbeitet jeder Tandempropeller bei einem hoheren Wirkungsgrad, so daß der Systemwirkungsgrad verbessert wird Wenn die beiden Propeller in entgegengesetzter Richtung umlaufen, werden auch die Drehverluste der vierten Gruppe verringcrt. In einem derartigen Ersten hebt die Tangentialwirkung des Vorderpropellers die Tangentialwirkung des Hinterpropellers auf, und das von der Hinterdüse abgegebene Fluid wird nur in Axialrichtung beschleunigt. Da allein die Axialbeschleunigung den Schub bewirkt, wird ein höherer -; stemwirkungsgrad erreicht0 Ein optimaler Wirkungsgrad ergibt sich. bei einer Tandemdüse, wem die Propeller 30 bemessen nd angetrieben sind, daß der hydrostatische Druck zwischen den Propellern höher als der hydrostatische Druck am auslaßende der Hinterdüse ist. Wenn dies der Fall ist wird der Schub9 der auf das Fluid durch das auf den Vorderpropeller erhöht einwirkende Drehmoment ausgeübt wird, gut auf den Hinterpropeller und damit auf das Austrittsende des An triebssystems übertragen.
Bei einem so angeordneten System wird der zwischen den Pro pellern induzierte statische Druck vernichtet, wenn das Fluid durch den Hinterpropeller strömt, so daß ein Teil der auf den Verderpropeller übertragenen Leistung den Antrieb des Hinterpropellers bei minimaler Geschwindigkeitsstörung und Reibungsverlusten unterstützt. Daher wird eine beträchtliche Verbesserung des Wirkungsgrads des Hinterpropellers und des Wirkungsgrades des Systems erreicht. Derartige Betriebsbedingungen mit erhöhtem hydrostatischen Druck zwischen den Propellern sind beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich, da der Propellerstrom Vorde @ r@ aller völlig von der Düse begrenzt ist.
Es ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine Tandemüse angegeben wird, bei der die Propeller in gleicher Richtung umlaufen können, und wobei das System so konstruiert ist, daß der eine Propeller umfangsgelagert und -angetrieben ist, während der andere Propeller durch eine Mittenwelle gelagert oder angetrieben ist. Durch die Erfindung wird auch ein Tandemüsensystem angegeben, bei dem mehr als zwei Propeller in einer einzigen Verbunddiese gelagert sind Tandemdüsenantriebssysteme gemäß der Erfindung sind besonders vorteilhaft für Schleppkähne oder ähnliche Schiffes die bei hohem Schlupf arbeiten müssen, um einen hohen Schub mit Propeller bei grenzten Druchmessers zu erreichen. Unter Verwendung eines Tandempropellersystems gemäß der Erfindung können derartige Schiffe mit höherem Systemschlupf als bisher fahren, da dao Tandempropellersystem einen höheren Arbeitswirkungsgrad gewährleistet.
Wahlweise kann ein Tandemsystem gemäß der Erfindung mit dem gleichen Schlupf wie bisher bei Einsparung von Leistung und Treibstoff betrieben werden, Derartige Systeme sind besonders wichtig, wo Konstruktionsbegrenzungen den Propellerdurchmesser und auch den Schlupfwert bestimmen, bei dem ein Propeller arbeiten muß um den gewünschten Schub zu erzielen. Ferner ist die Tandemüse gemäß der erfindung besonders gut für schnell fahrende Schiffsrümpfe großer Verdrängung wie anker die ebenfalls hohe Propellerlasten.verwenden müssen, geeignet.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem anzugeben, bei dem der Propeller mit einem Umfangskranz versehen ist, der in einem Rohr oder einer Düse in wassergeschmier ten Gummilagern gelagert ist. Ferner soll der Propeller durch wassergeschmierte Umfangszahnantriebe angetrieben werden. Ferner soll der Propeller durch einen wassergeschmierten Umfangsantrieb' angetrieben werden, der eine Drehzahluntersetzung außerhalb des Schiffshauptrumpfs und im Abstand von der Kraftmaschine vornimmt.
Ferner soll ein derartiger Antrieb einen Propellerkrans haben, der eine wassergeschmierte Verzahnung hat, die durch ein Metallritzel angetrieben wird. Ferner soll ein Propeller angegeben werden, der durch eine wassergeschmierte Antriebseinrichtung umfangsangetrieben wird, so daß eine größere Drehzahluntersetzung in der Nähe des Propellers stattfindet, wobei die Antriebseinrichtung ein Antriebsritzel hat, das mit dem Umfangskranz auf dem Propeller durch einen Riemen kämmt. Ferner soll das Antriebßsystem eine Düse haben, die aus Abschnitten aus geformtem Gummi bestehen, die an einer mittleren Rahmenkonstruktion befestigt sind. Schließlich soll durch die Erfindung ein Antriebssystem angegeben werden, das mindestens zwei Tandems von axial getrennten Propellern hat, die Jeweils einen Umfangskranz haben und durch diese Grenze in einem einzigen Rohr- oder Düsengehäuse gelagert sind, wobei getrennte Umfangsantriebseinric'htungen für jeden Propeller vorhanden sind, um*.e Propeller in entgegengesetzt er Richtung im gewünschten Drehzahlverhältnis anzutreiben.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig.1 eine schematische Ansicht eines typischen Schleppers, versehen mit einem Hauptantrieb und Schubeinrichtungen gemäß einem ersten Ausführungabeispiel der Erfindung; Fig.2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht von einem der Hauptantriebssystemen; Fig.3'ein vergrößerter Längsschnitt durch das Propeller-System von Fig.2; 1 Fig.4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Propellereinheit; Fig.5 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht des Zahnrings und der Umfangslagerkonstruktion Fig.6 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt der Halten rung der Gummilagerschalen; Fig.7 einen Teillängsschnitt durch eine abgewandelte Ausführung des ersten Ausführungsbeispiels, bei dem der Propeller am Hinterende der Düse ein- oder ausgebaut werden kann; Fig.8 eine schematische perspektivische Ansicht einer Düse mit Abschnitten aus Gummisektoren, wobei der Übersichtlichkeit wegen Teile weggelassen sind; Fig.9 einen Teillängsschnitt durch eine Düse von Fig.8, woraus die Halterung der Gummisektoren ersichtlich ist; Fig.10 eine schematische perspektivische Ansicht einer Hauptantriebsdüse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, wobei ein Tandem von gegenrotierenden Propellern in der Düse gelagert ist; Fig.11 ein vergrößerter Teillängsschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel, woraus die Konstruktionseinzelheiten der Propellerlagerung ersichtlich Fig.12 eine abgewandelte Form des zweiten Ausführungsbeispielss bei dem die Propeller auf Mittenlagern gelagert und umfangsangetrieben sind; Fig.13 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels, bei dem der Propeller auf der Bugachubeinrichtung eines typischen Schiffs gelagert ist, wobei der Umfangsantrieb einen Riemen aufweist; Fig.14 eine abgewandelte Porm des ersten Ausführungsbeispiels, wobei eine Mittenwelle zum Antrieb des Propellers verwendet wird; und Fig.15 eine abgewandelte Form des ersten Ausführungsbeispiels, bei dem der Propeller durch eine Mittenantriebswelle an-1 getrieben und axial gelagert sowie durch ein Umfangskranzlager radial gelagert ist.
Fig.1 zeigt, wie Propellersysteme gemäß der Erfindung sowohl.
als Hauptantrieb als auch als Bug- und Heckschubeinrichtung verwendet werden köflzien. Der gestrichelt abgebildete Teil der Figur soll schomatisch einen Schlepper 10 darstellen, de zwei ähnlich che Hauptantriebs-Propellerdüseneinheiten 11 an seinem zweck sowie eine Bugschubeinrichtung 12 und eine Heckschubeinrichtung 13 hat, Ein Vorderruder lla und ein Hinterruder lib sind in der Mitte in der Nähe Jeder Düseneinheit angeordnet. Es ist ersichtlich, daß dieser Schlepper nur ein Beispiel darstellt und die Propellersysteme gemäß der erfindung für im wesentlichen die selbsttätig angetriebenen Schiffe verwendet werden können. Es ist ferner ersichtlich,daß die Erfindung bei einem gegebenen Schiff nur bei den Hauptantrieb oder nur bei den Schubeinrichtungen und nicht bei beiden vor ndet zu werden br@@ @ Fig. @6 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Propelllerenheit 11. Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist die Düse 14 am Heck des Schiffs so montiert, daß als unter den benachbarten Abschnitten des Schiffsrumpfs 16 vorspringt. Normalerweise sind der Schiffsrumpf und die Düse so beme sen und ang eine , das der unterste Abschnitt 17 der Düse 14 nicht unte @ rsten Abschnitten der Düse vorspringt. Der @ampf @ sein, das ein Wechselabschnitt erzeugt wird, der @@re maximale Wasserstromung in der F@nlu 18 der Düse 14 ge@@@@leitet, wenn das Schiff im Wasser fährt.
An der Oberseite der Düse 14 ist ein kastenähnlicher Rahmen 1@ montiert, der in den Innenraum des Rumpfs 16 vorspringt, um eine Halterung der Diese 14 und auch des Zahnantriebs zu ergeben. Beim abgebildeten Ausführungsbeispiel ist ein vierflügeliger Propeller 21 in einem Kranz 22 durch Bolzen 23 gelagert, die radial durch den Kranz 22 verlaufen und in Enden der Propellerflügel (Fig.4) eingeschraubt sind, Die mittlere Nabe 24 ist so dimensioniert, daß sie einen minimalen Widerstand erzeugt, da sie kein Drehmoment überträgt.
Der Krans 22 ist mit einer Außenringnut 26 versehen. In dieser Nut befinden sich mehrere gekrümmte Zahneektoren 27, die lösbar am Ring durch Bolzen 28 gelagert sind (Fig.5). Eine Anzahl ähnlicher Zahnsektoren 27 ist um den Kranz 22 angeschraubt, so daß diese nach ihres Einbau zusammen einen kontinuierlichen Flansch bilden, der den ganzen Kranz umgibt. Jeder Zahnsektor 27 ist mit einer Stirnterzahnung 29 versehen, die so geformt und dimensioniert ist, daß die Verzahnung auf einem Sektor zusammen mit den Verzahnungen auf den anderen Sektoren einen Zahnring ergeben, der den ganzen kranz umgibt. Der Zahnabschntt 31 Jedes Sektors 27 ist von Radialseitenflächen 32 aus eingesetzt, um das Einsetzen der Bolzen 28 zu'erleichtern.
Der Kranz und die Segmente sind in wassergeschmierten Gummilagern 33 und 34 gelagert, die ihrerseits im Rahmen der Düse 14 montiert sind. Der Lagerring 34 besteht aus mehreren ähnlichen, L-förmigen Lagerschalen 36, die zusammen ein Ringlager ergeben, das vollständig den Kranz umgibt. Der axiale Steg der Lagerschalen 36 liegt am zylindrischen Vorderabsch2litt 37 des Kranzes 22 an, während der radiale Steg an der Radialfläche 32 der zusammengebauten Segmente 27 anliegt0 Der Lager ring 33 ist ebenfalls mit mehreren ähnlichen, L-förmigen Lager schalen versehen, die wiederum zusammen einen Ring um den Kranz 22 ergeben, wobei die axialen Stege der Lagerschalen an dem zylindrischen Hinterabschnitt 38 des Kranzes 22 und die Radialstege an der hinteren Radialfläche 32 der Zahnsektoren 27 anliegen, Die beiden Lagerringe 33 und 34 bilden daher die Radiallagerung des Kranzes 22 und durch die Anlage an den gegenüberliegenden Radialflächen 32 an den zusammengebauten Sektoren 27 lagern sie axial den Kranz in der Düse.
Die Radialendflächen der Lagerschalen sind vorzugsweise konvex geformt, so daß sie eine maximale Schmierung gewährleisten. Diese Anordnung erzeugt radiale Wasserkanäle 41, um eine ausreichende Schmiermittelzufuhr entlang den Radialflächen zu gewährleisten. Wie am besten aus Fig.6 ersichtlich ist, sind Axialnuten 39 durch Aussparungen entlang der Innenwand der Lagerschalen ausgebildet, um eine Wasserschmierung der Zylinderfläche 37 bzw. 38 vorzunehmen. Diese Axialnuten 39 stehen Jeweils mit den Radialkanälen 41 in Verbindung, um die volle Schmierung aller Lagerflächen zu erlauben. Die Lager schalen 36 sind lösbar in der Düse 14 durch Bolzen 42 montiert(Fig.6).
Die Düse 14 kann in beliebiger Weise konstruiert sein und, wie schematisch abgebildet ist, eine Innenwand 43 und eine getrennte Außenwand 44 aufweisen, die durch geeignete Streben oder Rippen 46 versteift ist. Vorzugsweise ist die Innenfläche 47 der Innenwand 43 so geformt, daß eine Strömungsverteilung durch die Düse erzielt wird, die einen maximalen Wirkungsgrad bei normalen Betriebsbedingungen-des Schiffes erzielt. Ähnlich sollte die Außenfläche 48 der Außenwand 44 so geformt sein, daß die Düse die gewünschte Stromlinienströmung bei normalen Betriebsbedingungen a,usbildete 4 Bei dem in Fig.3 abgebildeten Ausführungsbeispiel ist die Vorder innenfläche 49 des Propellerkranzes 22 zu einer relativ scharfen Kante aufgeweitet und geht in die Innenfläche 47 der benachbarten Abschnitte der Düse über. Ähnlich geht die Hinterinnenfläche 51 des Propellerkranzes 22 in die benachbarten Abschnitte der Innenfläche 47 über, so daß die Innenwand des Kranzes 22 und die Innenfläche 47 der Düse zusammen eine glatte Fläche der gewünschten Düsenform ergeben.
Ein typisches Antriebssystem, das verwendet werden kann, hat eine Antriebswelle 52, die sich in den Zahnantrieb erstreckt, und einen Halterahmen 19, der mit einem Hauptantriebszahnrad 53 und einem Umkehrantriebszahnrad 54 versehen ist. Das Hauptantriebszahnrad auf der Antriebswelle 52 ist über ein Zahnrad 56 und eine Kupplung 57 mit einer Welle 58 verbunden, die ein hntriebsritzel 59 trägt. Das Antriebsritzel kämmt seinerseits mit der Verzahnung 29 auf den Sektoren 27. Das Umkehrzahnrad 54 ist mit der Welle 58 über ein Umkehrzahnrad 61, ein Zahnrad 62 und eine Kupplung 63 verbunden. Die Kupplungen 57 und 65 sind so angeordnet, daß Jeweils nur eine eingerückt ist. Die Kupplung 57 ist für den Vorwärtsantrieb und die Kupplung 63 für den umgekehrten Antrieb eingerückt.
Das Düsengehäuse ist mit einem Mantel 64 füradas Antriebsritzel 59 verbunden, der in Verbindung mit einer Schmierkammer 66 steht und einen Teil von ihr bildet. Diese Kammer verläuft vollständig um die Düse und ist zu allen Abschnitten der beiden Lager 33 und 34 und zum Antriebsritzel 59 offen0 Die Kammer 66 ist mit Wasser gefüllt und gewährleistet die Wasserschmierung für den Zahnantrieb und die Gummilager. Die Kammer 66 wird mit sauberem Wasser durch ein geeignetes System wie das in Fig.2 schematisch abgebildete versorgt. Dieses System hat eine Pumpe 65 und ein Filter 68, das durch eine Leitung 69 mit der Kammer 66 verbunden ist. In diesem System wird Umgebungswasser in der Umgebung dss Schiffs durch das Filter gepumpt und an die Kammer 66 unter einem Druck abgegeben, der hoch genug ist, damit das ungefilterte Umgebungswaßser nicht in die Kammer 66 und den Lagerbereich eindringt. Geeignete Dichtungen (nicht abgebildet) können zwischen dem Kranz 22 und der Düse vorgesehen sein, um den Austritt von Schmierwasser aus der Kammer 66 zu steuern oder klein zu halten. In manchen Pällen kann sauberes Wasser auf dem Schiff vorhanden sein und für Schmierzwecke zugeführt werden. In diesem Fall braucht das Filter nicht verwendet zu werden. Wenn das Schiff in einem sauberen Gewässer fährt, zOBo im Ozean oder in sauberen Flüssen oder Seen, ist die Kammer 66 vorzugsweise direk-t;'für ungefiltertes Wasser aus der Umgebung geöffnet.
Um den Ein- und Ausbau des Systems zu ermöglichen, ist eine lösbare Platte 67 als Teilwand der Kammer 66 vorhanden. Die Platte 67 ist mindestens so lang, wie ein einzelner Zahn 27, so daß der Ausbau der Platte 67 den Ein- oder Ausbau der Zahnsegmente erlaubt. Wenn der Propeller ausgebaut werden soll, wird die Platte 67 ausgebaut, und die Zahnsektoren werden einzeln ausgebaut, indem ein Sektor ausgebaut wird, wonach der Propeller gedreht wird, um den nächsten Sektor zum Fluchten mit der Plattenöffnung zu bringen, so daß er ebenfalls ausgebaut werden kann.
Dieses Verfahren wird wiederholt, bis alle Sektoren ausgebaut worden sind. Der Propeller und der Kranz können dann frei aus der Düse nach vorn geschoben werden. Der umgekehrte Vorgang findet zum Wiedereinbau des Propellers statt. Abgenutzte Lagerschalen können ausgetauscht werden, wenn der Propeller aus der Düse ausgebaut worden ist.
Fig.7 zeigt eine abgewandelte Form des ersten Ausführungsbeispiels- der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform kann der Propeller aus der Düse nach hinten ausgebaut werden, indem ein Hinterring 71 ausgebaut wird und die Zahnsektoren 27 durch eine Öffnung, hergestellt durch die lösbare Platte 67, ausgebaut werden. Wenn die Zahnsektoren und der Hinterrihg 71 ausgebaut sind, kann der Kranz frei aus der Düse nach hinten gleiten. Bei diesel Ausführungsbeispiel ist der Kranz zylindrisch und die Düseneinheit so ausgespart, daß die Innenfläche des Kranzes wieder mit den benachbarten Flächen der Düse fluchtet Da sich die Welle 52 vollständig im Schiffsrumpf befindet, wird durch die Antriebswelle kein äußerer Widerstand erzeugt.
In den meisten Pällen befinden sich die Antriebsritzel 59 an der Oberseite der Düse, so daß die seitliche Belastung des Protellers, die durch das Antriebsdrehmoment hervorgerufen wird, horizontal gerichtet wird. Bei einer derartigen Anordnung verstärken die durch den Antrieb erzeugten Seieenkräfte nicht den gravitationsbedingten Druck an der Unterseite des Lagers. Daher ist die Verteilung des Lagerdrucks unabhängig von der Drehrichtung des Propellers sehr gleichmäßig. Vorzugsweise wird der Antrieb im Oberabschnitt der Düse innerhalb von 300 an der Oberseite angeordnet.
In manchen größeren Anlagen, wo große Leistungen erforderlich sind, werden zwei oder mehr Antriebsritzel 59 an getrennten Stellen entlang dem Umfang des Kranzes angeordnet. Durch eine derartige Anordnung wird die Zahnbelastung für einen gegebenen gesamten Leistungsbedarf verringert. In derartigen Anlagen werden die Antriebsritzel 59 durch eine einzige Antriebswelle 52 oder durch getrennte Antriebswellen 52 angetrieben. Derartige Antriebe mit mehreren ritzeln können symmetrisch angeordnet sein, so daß die durch das Drehmoment erzeugten beitenkräfte auf den Propeller sich gegenseitig aufheben. Wenn Jedoch ummantelte Antriebswellen gewünscht sind, können die Antrieberitzel vorzugsweise symmetrisch zur Oberseite der Düse angeordnet sein.
Die abgebildeten Zahnsektoren 27 werden aus Hartgummi geformt, während das Antriebsritzel 59 aus einem korrosionsfesten Metall wie rostfreiem Stahl geformt wird. Ddth eine derartige Anordnung hat die benetzte Metalloberfläche des Ritzels eine sehr geringe Reibung in Bezug auf die Gummiverzahnung der Zahnsegmente. Eine ähnliche niedrige Reibung kanh durch Verwendung von Metallzahnsektoren 27 erreicht werden, die mit einem Gummiritzel 59 känmen, oder durch Ausbildung entweder der Zahnsektoren 27 oder des Ritzels 59 mit einem Metallkern und einer damit verbundenen Gummibeschichtungsverzahnung. Es ist ersichtlich, daß Werkstoffe mit ähnlichen Eigenschaften wie Gummi, obwohl sie nicht natürlicher oder synthetischer Gummi zu sein brauchen, für die Lager und Zahnelemente verwendet werden können. Unter Gummi soll hier natürlicher und synthetischer Gummi oder überhaupt ein Elastomer verstanden werden. Auch andere liaterialien mit ähnlichen Eigenschaften werden dazu gerechnet.
Fig.8 und 9 zeigen eine abgewandelte Form der Düse. Diese Düse hat einen mittleren Lagerring 20a, der am Schiffsrumpf durch einen Halterahmem (nicht abgebildet) montiert ist. Der Binlaufabschnitt der Düse 18a ist durch feste Gummisektoren 20b gebildet. Bei der abgebildeten Ausführungsform sind vier Sektoren 20b vorhanden, die nach ihrem Einbau am Haltering 20a zusammen eine kreisförmige Düse der gewünschten Porm ergeben0 Das Hinterende der Düse ist in ähnlicher Weise durch vier feste, geformte Gummisektoren 20c gebildet, Die Vorder sektoren sind am Haltering 20a durch Bolzen 20d montiert, die in Halteplatten 20e eingeschraubt sind, die in die Sektoren eingeformt sind. Die Hinter sektoren 20c werden durch Bolzen 20f festgehalten, die durch Halteplatten 20g in den Haltering 20a verlaufen.
Eine derartig konstruierte Düse hat verschiedene Vorteile.
Gummi hat einen sehr niedrigen Reibungskoeffizient in Wasser, so daß die Reibungsverluste dieses Systems sehr klein sind. Ferner ist es möglich, den Gummi sehr genau zu formen, so daß die Düse leicht genau entsprechend der gewünschten Form hergestellt werden kann0 Ferner ist eine derartige Düse im wesentlichen unempffndlich gegenüber einer Beschädigung, wenn die Düse auf einen Fremdkörper wie ein Log oder dergleichen trifft. Die Gummisektoren sind genügend elastisch, um den Stoß eines auftreffenden Fremdkörpers aufzufangen und in ihre Ausgangsform zurückzuspringen, so daß die Düse nicht beschädigt und der Düsenwirkungsgrad nicht beeinträchtigt wird. Vorzugsweise sind die Sektoren aus Gummi mit einer Härte von 80-90 Shore C geformt.
Die Sektoren sind mit axialen, aneinanderliegenden Radialflächen 20h versehen, so daß sie eine bogenartige Konstruktion bilden, die große innengerichtete Radialkräfte aushält. Wenn der Propeller arbeitet, übersteigt die Geschwindigkeit des durch die Düse strömenden Fluids die Geschwindigkeit des um die Düse strömenden Fluids, so daß eine anhebende oder radial innengerichtete hydrostatische Kraft erzeugt wird. Da die Bogenkonstruktion große derartige Kräfte aushalten kann, hat die abgebildete einfache Endhalterung die für die Halterung der Sektoren notwendige Festigkeit 0 Fig. 10 und 11 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, bei dem zwei gegenläufige, axial getrennte Tan'dem propeller in einer einzigen Verbunddüse 81 gelagert sind. Beim abgebildeten Ausführungsbeispiel ist der Vorderpropeller 82 in Konstruktion und Lagerung dem in Fig.3 abgebildeten AusfUhrungsbeistiel ähnlich. Dieser Propeller wird durch das Vorderende der Düse 8'1 ein- und ausgebaut. Der kleinere Hinterpropeller 83 hat einen ähnlichen Aufbau wie das Ausführungsbeispiel von Fig.7 und ist aus dem hinteren Ende der Düse ausbaubarO Beide Propeller 82 und 83 sind in wassergeschmierten Umfangslagern gelagert und durch ein wassergeschmiertes Getriebe angetrieben, wie bereits für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist binde erste Antriebswelle 84 ist mit einem Umfangezahnantrieb 86 verbunden, um den ersten Propeller 82 anzutreiben, während eine zweite Antriebswelle 87 mit einem Umfangszahnantrieb 88 verbunden ist, um den zweiten Propeller 83 anzutreiben. Die Antriebe sind so angeordnet, daß die Propeller mit verschiedenen Drehzahlen gegenläufig rotieren. Vorzugsweise sind die Antriebe so angeordnet, daß sie eine getrennte Einstellung der Drehzahlen der beiden Propeller erlauben, so daß ein maximaler Wirkungsgrad für Jeden Betriebszustand erreicht werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das aus dem ersten Propeller 82 austretende Wasser eine Drehbewegungskomponente um die Drehachse des Propellers 82. Die Größe der Drehung wird durch Reibung, Schlupf und verschiedene andere Betriebsbedingungen bestimmt. Der zweite Propeller 83 ist so dimensioniert und bei einer solchen Drehzahl betrieben, daß dasaaus dem zweiten Propeller 83 durch das Hinterende 89 der Düse 81 austretende Wasser im wesentlichen drehungsfrei ist.
Der höchste Systemwirkungsgrad wird erreicht, wenn die beiden Düsen und ihre zugehörigen Propeller so dimensioniert, geformt und angetrieben sind, daß der hydrostatische Druck des Wassers, das den Vorderpropeller 82 verläßt, höher als der hydrostatische Druck des Wassers am Auslaufende der Düse ist.
Bei derartigen BetriebBbedingungen sind die Reibungaverluste sehr gering, da die durch den ersten Propeller auf das Wasser übertragene Leistung am wirkungsvollsten zum Hinterende des Systems übertragen wird. Durch eine derartige Anordnung wird ein Teil des Reibungswiderstands des zweiten Propellers 83 durch die vom ersten Propeller gelieferte LeistungUtertzndena Der Betrieb des Antriebssystems in dieser Weise ist möglich, da die gesamte Propellerströmung vom ersten Propeller durch die Düse ummantelt ist, wenn der Propellerstrom vom Vorder- zum Hinterpropeller strömt0 Es ist ersichtlich, daß ein Tandemdüsensystem gemäß der Erfindung auch SystemeXrfaßt, bei denen mehr als zwei Propeller und Düsen vorhanden sind und bei denen keine Gegendrehung der Propeller auftritt. Der höchste Wirkungsgrad wird Jedoch durch gegenläufige Propeller fflreicht, da Jede Drehbewegung des Wassers durch das auslaufende 89 der Düse einen Leistungsverlust darstellt, der keinen Schub erzeugt. Durch Verwendung gegenläufiger Propeller zur Vermeidung oder Verminderung einer derartigen Drehbewegung wird der Gesamtwirkungsgrad des Systems erhöht, so daß ein maximaler Schub für eine gegebene Eingangsleistung erzielt wird.
Fig.12 zeigt eine abgewandelte Form des zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem eine Strebe 91 an Jedem Ende der Düse vorhanden ist und die Propeller in der Mitte auf Wellenverlängerungen gelagert sind, die in Halte streben gelagert sind0 Die streben können lösbar an der Düse in denjenigen Konstruktionen montiert sein, wo der Propellereinbau und -ausbau den Ausbau der Strebe oder der Streben erfordert.Bei dieser abgewandelten Form der Erfindung wird der wassergeschmierte Umfangsantrieb beibehalten.
Fig.13 zeigt schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Bugschubeinrichtung. Ein Seitenkanal oder -rohr 92 befindet sich im Rumpf 93 und ist-an entgegengesetzten Seiten des Schiffs offen. Ein umfangsgelagerter und -getriebener Propeller 94 befindet sich im Kanal mit Gummilagern, die eine Radial-und Axiallagerung vornehmen. Ein Motor 96 ist am Kanal 92 montiert und direkt mit einem Abtriebsritzel 97 verbunden, um den Propeller anzutreiben. Die Leistung wird auf den kranz des Propellers durch einen Riemen mit einer Verzahnung auf dessen Innenseite übertragen, die mit der Verzahnung des kranzes und dem Ritzel kämmt. Auch hier sind die Lager zur Umfangslagerung des Propellers 94 wassergeschmierte Gummilager, ferner wird ein wassergeschmierter Antrieb verwendet. Der Motor 96 kann irgendein geeigneter Motor sein, z.B. ein hydraulischer oder Elektromotor, wenn er Jedoch direkt angeschlossen ist, muß er umsteuerbar sein. In einer Pipelineanlage kann eine ähnliche Anordnung verwendet werden, wobei in einer derartigen Anlage normalerweise ein umsteuerbarer Motor nicht erforderlich ist.
Fig.14 zeigt schematisch eine andere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Propeller mit einem Kranz 101 mit einem daran befestigten Radialflansch 102 versehen. Wassergeschmierte Gummilager 105 und 104 liegen am Kranz 101 an, um eine Radiallagerung des Propellers vorzunehmen, sowie an entgegengesetzten Seiten des Flansches 102, um eine Axiallagerung vorzunehmen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch eine Propellerwelle 106 verwendet, um den Propeller anzutreiben. Bei diesem Ausführungsbeispiel muß sich die Antriebswelle durch das Fluid erstrecken, so daß ein antriebswellenwiderstand vorhanden ist. Trotzdem wird ein hoher Wirkungsgrad wegen der niedrigen Reibung der Lager in der Ummaitelung des Propellers und wegen des Fehlens von Außenbordstreben und -lagern zur Lagerung des Propellers erzielt.
In Fig.15 ist ein anderes Ausführungsbeispiel schematisch abgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Propeller 107 durch eine zentral angeordnete Welle 108 angetrieben und radial durch wassergeschmierte Gummilager 109 gelagert, die an einem Umfangsring 111 angreifen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch die axiale Lage des Propellers durch die Antriebswelle 108 und nicht durch einen umfangsgelagerten Radialflansch oder dergleichen bestimmt.
Bei einem Propellersystem gemäß der Erfindung einschließlich der hier dargestellten Ausführungsbeispiele wird der Wirkungsgrad erhöht, da der Propeller durch einen sich um den ganzen Propeller erstreckenden Flansch umfangsgelagert ist. Dadurch werden Spitzenverluste vermieden. Es tritt auch keine Erosion in der Nähe der Spitzen auf. Wegen der sehr niedrigen Reibung ieX in wassergeschmierten Lagern und der einfachen Konstruktion derartiger Lager können diese Vorteile mit einer praktischen Konstruktion von relativ geringen Baukosten erhalten werden. Wenn eine wassergeschmierte Umfangslagerung mit dem Umfangsantrieb kombiniert wird, können die Vorteile vergrößert werden. Ein derartiges System ist besonders gut für das einen hohen Wirkungsgrad aufweisende Tsndemdsensystem geeignet, das mehrere gegenläufige koaxiale Propeller in einem einzigen Düseneinheitsgehäuse aufweist0 Patentansprüche

Claims

PatentansPrüche 1. Propellersystem, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Rohrkanal (14), der einen Strömungskanal bildet, durch eine Propellereinheit (21) mit einem Umfangskranz (22), dessen Innenfläche (49,51) einen Abschnitt der Wand (43) des Kanals bildet, durch einGummilager (33,34), das in dem Kanal montiert ist, und an der Außenfläche (57,38) des Kranzes anliegt und diese lagert, und durch eine zu dem Kanal gehörende Wasserkammer (66), die das Gummilager mit Wasser zur Schmierung versorgt (Fig.2-6).
2. Propellersystem nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c hn e t durch einen wassergeschmierten Antrieb (52-54,56-59, 61-64) zur Übertragung eines Drehmoments auf den Kranz (22) (Fig.2-6).
3. Pyopellersystem nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h ne t, daß der Antrieb ein Antriebsritzel (59) aufweist, das auf den Kranz (22) ein solches Drehmoment ausübt, daß eine größere Drehzahluntersetzung zwischen dem Ritzel und dem kranz vorhanden ist (Fig.2-6).
4. Propellersystem nach Anspruchs, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Ritzel ein Zahnrad (59) ist, daß der Kranz (22) mit einem Umfangszahnring (27) versehen ist, und daß mindestens das Ritzel oder der Zahnring mit einer Gummioberfläche versehen ist (Fig.2-6).
5. Propellersystem nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Antrieb einen Antriebsriemen hat, der das-Ritzel (97) mit dem Kranz verbindet (Fig.13).
6. Propellersystem nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Antrieb (52-54,56-59,61-64) zu der Kammer (66) offen und durch in ihr enthaltenes Wasser geschmiert ist (Fig.2-6).
7.' Propellersystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e nn -z e i c hen e t, daß das Propellersystem (21) mit durch den Kanal (14) strömendem Wasser arbeitet,und daß eine Versorgungseinrichtung (65,68,69 in Fig.2) angeschlossen ist, um genügend sauberes Wasser an die Kammer (66) unter einem Druck abzugeben, der größer als der Druck des durch den Kanal strömenden Wassers ist(2Fi).
8. Propellersystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Kranz (22) mit einem Radialflansch (27) versehen ist, der aus einer Zylinderfläche (37,38) des Kranzes vorspringt, daß der Flansch eine Radialfläche (32) hat, und daß das Gummilager (33,34) ander Zylinderfläche des Kranzes und dessen Radialfläche anliegt, um radial und axial die Propellereinheit (21) in dem Kanal (14) festzustelletn (2ig.2-6)o
9. Propellersystem nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n ne e i c h n e t, daß der Flansch (27) mittig zu den Enden des Kranzes (22) angeordnet ist und entgegengesetzte Radialflächen (32) hat, daß der Kranz mit einer Zylinderfläche (37,38) an jeder Seite des Flansches versehen ist, daß das Gummilager zwei Ringeinheiten (33,34) hat, die jeweils an einer Zylinderfläche und der benachbarten Radialfläche anliegt, und daß jede Ringeinheit mehrere ähnliche Lagerschalen(36) hat, die lösbar in dem Kanal (14) montiert sind (Fig.2-6).
10. Propellersystem nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß jede Lagerschale (36) im wesentlichen L-förmig ist, daß der eine Schenkel davon eine Lagerfläche bildet, die an der Zylinderfläche (37,38) anliegt, so daß der andere Schenkel eine Lagerfläche bildet, die an einer Radialfläche (32) anliegt, und daß der Kanal (14) so geformt ist, daß er beide Schenkel jeder Lagerschale trigt(Fig.2-6)e
11. Propellersystem nach Anspruch 102 d a d u r c h g e k e nnz e i c h n e t, daß der Radialflansch aus mehreren ähnlichen, gebogenen Segmenten (27) besteht, die lösbar- an dem Kranz (22) befestigt sind und zusammen'einen Ringflansch ergeben, der sich vollständig um den Kranz (22) erstreckt, daß der Kanal (14) mit einem lösbaren Deckel (67) versehen ist, der so dimensioniert ist daß der Ein- und Ausbau mindestens eines Segments möglich ist, und daß der Deckel mindestens einen Teil der Kammer (66) bildet(Fig.2-6)
12. Propellersystem nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e nnz e i c h n e t, daß die Segmente (27) mit einer Verzahnung (29) versehen sind und zusammen einen Zahnring um den Kranz (22) bilden, und daß ein wassergeschmiertes Antriebsritzel (59) vorhanden ist, das mit dem Zahnring kämmt (Fig.2-6).
13. Propellersystem nach Anspruch 11, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Antriebsritzel (97), und durch einen Antriebsriemen, der sich um das Antriebsritzel und den Flansch erstreckt (Fig.13).
14. Propellersystem nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Rohrkanal (14), durch einen Propeller (21) mit einem Umfangskranz (22), durch ein wassergeschmiertes Gummi lager (33,34), das in dem Kanal montiert ist und an der Außenfläche (37,38) des Kranzes anliegt und diesen radial trägt sowie mehrere Gummilagerschalen (36) aufweist, die lösbar in dem Kanal montiert sind und zusammen ein sich vollständig um den Kranz erstreckendes Lager bilden, und durch einen Antrieb(52-54, 56-59, 61-64) zum Drehen des Propellers (Fig.2-6)0
15. Propellersystem nach Anspruch 14, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kanal (14) mit einer Wasserkammer £66) in Verbindung-mit allen Teilen dee Lagers (33,34) und im wesentlichen isoliert vom Innenraum des Kanals versehen ist, und daß eine Einrichtung (65,68,69 in Fig0 2) sauberes Wasser der Kammer zuführtig.2-6)+
16. Propellersystem nach Anspruch 15,d a d u r c h g, e k e nnz e ich n e t, daß ein Flansch (27) auf dem Kranz (22) zwischen dessen Enden montiert ist, um entgegensetzte Radialflächen (32) zu ergeben, und daß das Lager (33,34) an den entgegengesetzten Flächen anliegt, um axial den Propeller (21) festzustellen(Fig.2-6).
17. Propellersystem nach Anspruch 16, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Flansch aus lösbaren Segmenten (27) besteht, und daß der Kanal (14), der Kranz (22) und das Lager (33,34) so geformt sind, daß der Kranz in Achsenrichtung des Kanals lösbar ist, nachdem die Segmente vom Kranz gelöst worden sindtFig.2-6).
18. Propellersystem nach Anspruch 17, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Antrieb (52-54 56-59, 61-64) am Umfang mit dem Kranz (22) verbunden ist(Fig.2-6).
19. Propellersystem nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k -k e n n z e i c h n e t, daß das Propellersystem (82) an einem Schiffsrumpf montiert ist, daß der Antrieb eine Antriebswelle (84) hat, die bis zu einer Stelle im wesentliclien benachbart zu dem Propeller verläuft, daß die Antriebswelle im wesentlichen von dem Schiffsrumpf umschlossen ist und den Propeller mit untersetzter Drehzahl antreibt (Pig.10,1f).
20. Propellersystem nach Anspruch 19, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß mindestens ein zweiter, getrennt angetriebener Propeller (83) in dem kanal (81) hinter dem ersten Propeller (82) montiert ist und gegenläufig zu dem ersten Propeller gedreht wird, und daß das Drehzahlverhältnis der Propeller so gewählt ist, daß das aus dem stromabwärts gelegenenen Propeller (85) austretende Fluid im wesentlichen drehungsfrei ist(Fig.10,11').
21. Propellersystem nach Anspruch -20, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, da-ß das Antriebsdrehmoment der Propeller (82,83) so ausgeübt wird, daß der hydrostatische Druck zwischen den Propllern höher als der hydrostatische Druck stromabwärtizu dem zweiten Propeller (83) ist(Fig.lqll).
22. Propellersystem nach Anspruch 1 g e k e n n z e i c h n e t durch eine Düse (14), durch einen drehbar in der Düse gelagerten Propeller (21-), durch einen Umfangskranz (22) auf dem Propeller,und durch einen wassergeschmierten Antrieb(52-54, 56-59,61-64), der ein Drehmoment auf den Kranz ausübt(Fig.2-6).
23. Propellersystem nach Anspruch 22, d a d u r ch h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Kranz (22) mit einem Zahnring(27) versehen ist, daß der Antrieb ein Antriebsritzel (59) hat, das mit dem Zahnring kämmt, und daß mindestens entweder das Antriebsritzel oder der Zahnring mit einer Gummioberfläche versehen ist(Fig.2-6).
24. Propellersystem nach Anspruch 23, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Ritzel (59) sich innerhalb eines Winkels von 300 direkt über dem Propeller (21) befindet (Fig.2-6).
25. Propellersystem für Schiffe nach einem der Ansprüche 1-18, 22-24, da dur c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens zwei Düsen (81) in Serie verbunden sind, daJ ein Propeller (82,83) in jeder Düse vorhanden ist, ein besonderer Antrieb (84,86;87,88) mit jedem Propeller zum Antrieb der Propeller mit verschiedenen Drehzahlen vorhanden ist, daß die Düsen zusammen vollständig den Propellerstrom zwischen den Propellern ummanteln und daß mindestens einer der Antriebe wassergeschmiert ist und ein Antriebsdrehmoment über einen Umfangskranz auf den zugehörigen Propeller ausübt (Fig.10,11).
26-. Propellersystem nach Anspruch 25, d a d u r c h g e -,k e n n z e i c h n e t, daß die Drehmomente so unterschiedlich gewählt sind, daß der hydrostatische Druck zwischen den Propellern (82,8) größer als der hydrostatische Druck an der Auslaufseite des stromabwärts gelegenen Propellers (83) ist (Fig.10,11).
27. Propellersystem nach Anspruch 25, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h ne t, daß die Antriebe (84,86-88) die Propeller (82,83) gegenläufig drehen (Fig.10,11).
28. Propellersystem nach einem der Ansprüche 1-18,22-24, g e -- k e n n z e i c h n e t durch ein Düsengehäuse (81), durch das Fluid strömen kann, durch mindestens eine erste und eine zweite axial getrennte Propellereinheit (82,83) in dem'Gehäuse, wobei jede Propellereinheit mit einer Düse und einem zugehörigen Propeller versehen ist, der einen Umfangsring hat, dessen Innenfläche im wesentlichen mit der Innenwand der zugehörigen J)üse fluchtet, durch ein in dem Gehäuse montiertes, wassergeschmiertes. Lager, das an jedem Ring anliegt, um radial und axial jeden Propeller in seiner Einheit festzustellen, aber dessen unabhängige Drehung zu erlauben, durch einen ersten wassergeschmierten Antrieb (84,86) für die erste Propellereinheit (82), und durch einen zweiten wassergeschmierten Antrieb (87,88) für die zweite Propellereinheit (83), wobei der erste und zweite Antrieb die Propellereinheiten mit unterschiedlicher Drehzahl antigen können (Fig.10,11).
29. Propellersystem nach Anspruch 27, d a d u r c h g .e -k e n n z e i c h n e t, daß die Antriebe (84,86-88) die Propeller (82,83) gegenläufig drehen(Fig.10,11).
30. Propellersystem nach Anspruch 29, d a d u r c-h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Zahnantriebe Jeweils eine eigene Antriebswelle (84,87) haben, die voneinander getrennt sind und im wesentlichen parallel zueinander verlaufen (Fig.10).
31. Düse für ein Schiffsantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Haltering(20a), und durch einen Gummidüsenabschnitt (20b, 20c), der an dem Haltering montiert ist und von diesem axial ausgeht (Fig.8,9),.
32. Düse nach Anspruch 31, d a d u r c h g e k e n n z e i chn e t, daß der Gummidüsenabschnitt (20b,20c) eine Härte von 80-90 Shore C Skala hat(Fig.8,9).
330 Düse nach Anspruch 31, d a d u r c h g e k e n n z e i ch -,n e t, daß der Gummidüsenabschnitt mehrere gebogene Sektoren (20b,20c) hat, die zusammen einen Kreisabschnitt der Düse bilden, und daß jeder Sektor an einem Ende an dem Haltering (20a) montiert ist (Fig.8,9).
340 Düse nach Anspruch 33, d a d u r c-h g e k e n n z e i chn e t, daß die Sektoren (20b,20c) mit Radialflächen versehen sind, die an Gegenflächen an benachbarten Sektoren angreifen, und daß ein Propeller in der Düse zur Bewegung von Wasser durch diese gelagert ist (Fig.8,9).
35. Düse nach Anspruch 34, d a d u r c n g e k e n n z e i chn e t, daß die Düse mit ähnlichen Gummisektoren (20b,20c) an entgegengesetzten Seiten des Halterings (20a) versehen ist, daß der Propeller mit einem Umfangskranz versehen ists daß der Haltering ein wassergeschmiertes Lager hat, das an dem Kranz anliegt, und daß ein wassergeschmierter Antrieb ein Drehmoment auf den Kranz ausübt (Fig.8,9).

L e e r s e i t e