DE3246730A1

DE3246730A1 - Elektrisch angetriebene schiffsschraube

Info

Publication number: DE3246730A1
Application number: DE19823246730
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. Hars; Klaus Dr.-Ing. 2000 Hamburg Kranert
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: STN Systemtechnik Nord GmbH
Priority date: 1982-12-17
Filing date: 1982-12-17
Publication date: 1984-06-20
Also published as: DE3246730C2; NO155877C; FI834624A0; FI76747C; JPS59160697A; NO155877B; NO834658L; EP0111908A2; FI76747B; EP0111908A3; FI834624A; EP0111908B1; JPH0234834B2

Description

Licentia Patent-VerMaltunga-GmbH PTL-HH/Sa/mar Theodar-Stern-Kai 1 HH 82/37 D-6000 Frankfurt 70 16.12.1982

"Elektrisch angetriebene Schiffsschraube"

Die Erfindung betrifft eine elektriach angetriebene Schiffaschraube nach dem Oberbegriff dea Anspruchs 1.

Aua der DE-PS 688 11U ist eine solche Schiffsschraube bekannt.

Diese liuft etuta mittig in einer Düse, wobei Stator und Rotor des Elektromotors von dem Düsenkörper aufgenommen werden. Mit dem Rotor sind die Flügelenden der Schraube verbunden. Die Schraube kann dabei auf einer Welle gelagert und diese über ein Armkreuz in der Düse gehalten sein. Eine andere Lagerung der Schiffsachraube und des Rotors kann unmittelbar in der Düse über Rallen, Kugeln oder konische Rallen erfolgen. Die Lager müssen in diesem Fall den Schraubenschub und das Gewicht des Rotors aufnehmen können. Ein Austausch bzu. eine Wartung von Stator bzw. Rotor und Propeller ist nur durch Auseinanderbau der Düse möglich.

Eine solche Anordnung iat bekanntlich auch bei einer Anordnung dea Rotors in der Achse der Schiffsschraube, wie bei den Motoren der Fa. Pleuger, geeignet, eine erhöhte Schubleistung

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bei hochbelaateten Propellern zu erzeugen. Bei normaler Schubbelastung der Schiffsschraube erbringt eine solche Anordnung keine Verbesserung dea Wirkungsgrades des Propellers.

D5 Ferner ist der sogenannte Tl/F-Propeller (.tip vortex _free)

bekannt, Zeitschrift »HANSA» 1982, Nr. 12, Seite 816, bei dem die Flügelepitzen des Propellers beschnitten werden und eine Gurtung erhalten. Diese können als gekrümmte Platten ausgebildet und an den Flügelenden angebracht sein, um eine mit dem Propeller gleichachsig kreisende Tragflache zu bilden. Der Propeller ist am Ende einer Düse angeordnet und uird von der IiJeIIe angetrieben. Mit diesen Propellern kann ein erhöhter Schub auch bei normal belasteten Schrauben erzeugt werden.

bierden solche Propeller als Aktivruder, schwenkbare Gondel-Antriebe oder U-Boot-Antriebe mit einer Drehmomenteneinleitung über die FlUgelansätze elektrisch betrieben, so müssen in Durchschnitt große Naben bzw. lange elektrische Maschinen eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch angetriebene Schiffsschraube der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die durch ihre Anordnung und die Art der Drehmomenteinleitung eine große Schubwirkung bei geringen Drehzahlen und eine hohe ülartungsfreundlichkeit gewährleistet.

Dieee Aufgabe uird erfindungsgemäB durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Die Schiffsschraube nach der Erfindung hat den besonderen Warteil, daB eine wesentliche liiirkungsgradverbesserung gegenüber den herkömmlichen Antrieben dieser Art erzielt uird und bei ihrem Einsatz als U-Boot-Antrieb die Energie aus dem gesamten Reibungs-Nachstrom zurückgewonnen werden kann. Durch die zentrale Lagerung wird eine gute Rudermirkung erzielt, die Ruderflächen können minimal sein. Der Ein- und Ausbau und die

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Wartung des Propellers und des Motdrrotora sind einfach und unproblematisch.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranaprüchen enthalten.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten AuBführungsbeigpiele nach der Erfindung sollen weitere Erläuterungen gegeben werden. Es zeigen

Fig. 1 den Anmeldungsgegenstand als Aktivruder, Fig. 2 als Düsen-Gondel-Antrieb,
Fig. 3 und k ala Antrieb für U-Boote.

Das Aktivruder nach Fig. ta zeigt ein Ruderblatt 1, das in Qbllcher Ideise Ober den Ruderschaft 2 im Heck eines Schiffes gelagert ist. An der Vorderseite des Ruderblattes 1 ist eine Düse 3 und innerhalb der DQse unmittelbar vor der Vorderkante eine Schraube k mit einer Welle 5 im Ruderblatt gelagert. Zur Befestigung der Schraubenflügel 6 ist eine schlanke Nabe 7 vorgesehen.

In den Endteil der OQse 3 ist der Stator θ eines Elektromotors eingelassen. Die elektrischen Zuleitungen können durch den Ruderschaft 2 zum Stator θ geführt werden.

Die Flögelenden der Schraube k sind beschnitten und mit strömungstechnisch geformten Platten 9 versehen. Aus Festigkeitsgründen können die einzelnen Platten 3 zu einem peripheren Ring miteinander verbunden sein. Die Platten 9 können sektorweise den Rotor 10 aufnehmen. Bei Verwendung eines peripheren Ringes wird der Rotor Ober den ganzen Umfang verteilt. Die Platten 9 oder der Ring werden über die durch hintere Begrenzungskanten der Flügel S gebildete Ebene hinaus verlängert (Fortsätze 11), wodurch die an den Flügelenden normalerweise entstehende üJirbelbildung linearisiert wird. Der Spalt zwischen

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Stator B und Rotor 10 ist vom umgebenden bJasser durchströmt.

Aus Fig. 1b, die einen Schnitt A-A¹ der Fig. 1a darstellt, ist zu ersehen, daß die Nabe 7 des Propellers k schlank ausgebildet ist und strörnungstechnisch günstig in das Ruderblatt 1 Übergeht.

Uenn der Rotor permanent erregt wird, kann die Drehzahl des Propellers k Ober eine U/f * Const-Regelung eingestellt werden.

Die Oüsengondel 12 nach Fig. 2a iat im Heck eines Schiffes Ober einen Schaft 13 gelagert. 0er Propeller *\k mit den Platten 15 oder einem peripheren Ring, die den Rotor aufnehmen, iat in den Endbereich der Düse 16 gelegt. Die Lagerung der Propellerwelle 17 erfolgt Über ein aträmungatechniach ausgebildetes Armkreuz 13. Fig. 2b zeigt die Draufsicht auf daa Armkreuz 18. Um den Strömungswiderstand der Platten 15 oder des Ringes herabzusetzen, kann ea zweckmäasig sein, den Endteil 19 der Düse 16 mit vergrößertem Innendurchmesser auszufuhren, so daß die Platten 15 oder der Ring etwa zur Hälfte in der ringförmigen Ausnehmung der Düse laufen.

In Fig. 3 ist daa Heck 20 eines U-Bootes angedeutet mit dem Druckkörper 21 und dem Hüllkörper 22. Während üblicherweise der Propeller des U-Bootes über eine Welle vom Inneren des Druckkörpera angetrieben wird und dadurch erhebliche Abdichtprobleme bei der Durchführung der ülelle durch den Druckkörper zu bewältigen sind, wird diese Schwierigkeit jetzt beseitigt.

Die Düse 23 wird mittels Armkreuzen Zk, 25 am Hüllkörper 22 befestigt. Für die Lagerung des Propellers 26 weist der Hüllkörper 22 einen zylindrischen Ansatz 27 auf. Hierdurch wird ein Propellerausbau erheblich vereinfacht und darüber hinaus

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wird der gesamte Relbungsnachatram von der Düse 23 e.lngefangen und zur Propulsion ausgenutzt.

Fig. k zeigt eine Variante eines U-Boot-Antriebes. Der Ansatz 28 des Hüllkörpera 22 ist etwas stärker ausgeführt. An ihm ist die Düse 29 mit einem Armkreuz 30 befestigt, der Propeller 31 gelagert und hinter diesem sind Tiefenruder 32 und Seitenruder 33 angeordnet. Auch hier wird der gesamte Reibungsnachstrom zur Propulsion ausgenutzt und die Ruderuiirkung mesentlieh erhöht.

Claims

Licentia Patent-Verualtunga-GmbH PTL-HH/Sa/mar Theodor-Stern-Kal 1 HH 82/37 D-6000 Frankfurt 70 16.12.1982 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrisch angetriebene Schiffsschraube in fester DQae, wobei unmittelbar in der Düse der Stator und in einem die verkürzten Flügelendsektionen der Schraube verbindenden Ring oder in einzelnen an den FlGgelenden befestigten gekrümmten Platten der Rotor eines Elektromotors angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß deT Stator (3) in den Endabschnitt der Düse (3) gelegt ist, daB die den Rotor (10) aufnehmenden gekrümmten Platten (9) oder der diese peripher verbindende Ring der ebenfalls in den Endabschnitt der Düse angeordneten Schraube (Ό über die durch die hinteren Begrenzungskanten der Flügel gebildete Ebene hinaus verlängert (11) sind, und daB der den Stator (8) und den Rotor (10) trennende Spalt von umgebendem Heeresuiasser geflutet ist.

2. Elektrisch angetriebene Schiffsachraube nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung als Aktivruder, wobei die Schraube (U) mittels einer Achse (5) im Ruderblatt (1) gelagert ist.

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3. Elektrisch angetriebene Schiffsschraube nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung als Düsen-Gondelantrieb (12), bei dem die Schraube (1Ό in der Gondel und die Gondel über ein Armkreuz (18) in der Ouee (16) gehaltert sind.

k. Elektrisch angetriebene Schiffsschraube nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Einsatz als U-Boot-Antrieb, bei dem die Düse (23, 29) mit mindestens einem Armkreuz (2k, 30) am Hüllkörper (22) gehaltert und die Schraube (26, 31) auf einem im Durchmesser stark verringerten Fortsatz (27, 28) des Hüllkörpers gelagert sind.

5. Elektrisch angetriebene Schiffsschraube nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Schraube (31) die

Ruder (32, 33) des Bootes angeordnet sind.

6. Elektrisch angetriebene Schiffsschraube nach einem der Ansprüche 2 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (9, 15) oder der periphere Ring in einer Ausnehmung im Endteil der Düse (3, 16, 23, 29) laufen.