DE763080C - Fluegelradpropeller, insbesondere fuer Wasserfahrzeuge - Google Patents

Fluegelradpropeller, insbesondere fuer Wasserfahrzeuge

Info

Publication number
DE763080C
DE763080C DEV35197D DEV0035197D DE763080C DE 763080 C DE763080 C DE 763080C DE V35197 D DEV35197 D DE V35197D DE V0035197 D DEV0035197 D DE V0035197D DE 763080 C DE763080 C DE 763080C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wing
circle
flow
wing circle
transverse diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEV35197D
Other languages
English (en)
Inventor
Ernst Ing Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JM Voith GmbH
Original Assignee
JM Voith GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JM Voith GmbH filed Critical JM Voith GmbH
Application granted granted Critical
Publication of DE763080C publication Critical patent/DE763080C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/04Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction
    • B63H1/06Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades
    • B63H1/08Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades with cyclic adjustment
    • B63H1/10Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades with cyclic adjustment of Voith Schneider type, i.e. with blades extending axially from a disc-shaped rotary body

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Flügelradpropeller, insbesondere für Wasserfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen Flügelradpropeller, insbesondere für Wasserfahrzeuge, bei dem die stets vollständig ins Wasser eingetauchten, mit ihren Achsen etwa parallel zur Propellerachse angeordneten Flügel im Takt mit dem Propellerumlauf eine gesteuerte Schwingbewegung ausführen. Sie bezweckt, die Schwingungen der Flügel so zu lenken, daB diese sich in der Nähe der vertriebsfreien Lagen möglichst gut der Relativströmung anschmiegen.
  • Unter den »vertriebsfreien Lagen« der Flügel versteht man diejenigen Stellungen, in denen die von den Flügeln auf das strömende Mittel ausgeübten Kräfte keine entgegen der Fahrtrichtung gerichtete Resultante ergeben, also wo sie keine Kraft erzeugen, welche zum Vortrieb des Fahrzeugs beitragen könnte. Entsprechend der Natur solcher Flügelradpropeller ist dies in der Nähe der Schnittpunkte des Querdurchmessers mit dem Flügelkreis der Fall, während die stärksten Vertriebskräfte in der Nähe der Schnittpunkte des in der Fahrtrichtung liegenden Längsdurchmessers mit dem Flügelkreis ausgeübt werden. Da die Flügel während ihres Umlaufes auf der einen Seite des Flügelkreises der Strömungsrichtung sich entgegen (nach vorn) bewegen und auf der andern Radkreishälfte sich im Sinn der Strömung (nach hinten) bewegen. so unterscheidet man entsprechend zwischen einer Vorlaufhälfte und einer Rücklaufhälfte des Flügelkreises. Wegen der geringen Relativgeschwindigkeiten spielen hierbei die Verhältnisse auf der Rücklaufhälfte des Flügelkreises eine untergeordnete Ralle, so daß es praktisch genügt, die Vorlaufhälfte zu berücksichtigen.
  • Die bisher bekanntgewordenen Flügelantriebsgestänge solcher Propeller sind so ausgelegt, daß die Flügel in der Vorlaufhälfte ebenso wie in der Rücklaufhälfte ihre Tangentialstellung zum Flügelkreis an den Endpunkten des Querdurchmessers einnehm2n. Diese Ausführungen bauen auf der Annahme eines zum Längsdurchmesser parallelen Verlaufes der Strömung auf. -Neue Untersuchungen der Strömungsverhältnisse bei derartigen Propellern haben jedoch ergeben, daß die Stromfäden keineswegs parallel zur Fahrtrichtung verlaufen, sondern abhängig von der Schiffsform, von der Einbaustelle des Propellers und den N achstromverhältnissen einen wesentlich anderen Verlauf haben. Insbesondere zeigt sich eine Einschnürung des Strombündels in der -Nähe des Querdurchmessers, die dazu führt, daß die Berührungspunkte dar äußeren Stromfäden am Flügelkreis nicht mit den Endpunkten des zur Fahrtrichtung senkrechten Querdurchmessers zusammenfallen, sondern hierv an um einen gewissen Wirthel abweichen. Die Folge davon ist, daß sich dann, wenn die Flügel, wie dies bisher ganz allgemein ausgeführt wurde, an den Endpunkten des Querdurchmessers eine tangentiale Lage einnehmen, eine schlechte Anpassung der Flügel an die Stromfäden und damit ein schlechter Wirkungsgrad für den Propeller ergibt.
  • Gemäß der Erfindung wird daher von der bekannten Kinematik bewußt abgewichen und vorgeschlagen, das Flügelantriebsgestänge, also den Steuer- und Bewegungsmechanismus für die schwingenden Flügel, derart auszulegen, daß die Flügel in der Vorlaufhälfte des Flügelkreises ihre Tangentialstellung nicht am Endpunkt des Querdurchmessers, sondern an derjenigen Stelle des Flügelkreises einnehmen, an der die Strömung am Flügelkreis tangiert, und zwar kommt als Winkelbereich, innerhalb dessen sich die Abweichung gemäß der Erfindung gegenüber den bisherigen Ausführungen bewegen soll, je nach den Einbau- und Strömungsverhältnissen ein Zentriwinkelbereich von maimal a5° beiderseits des Querdurchmessers in Frage.
  • Da, wie bereits weiter oben erwähnt, diese Verhältnisse auf der Vorlaufhälfte des Rad- I kreis-es Beachtung verdienen, während sie auf li der Rücklaufhälfte wegen der dort herrschenden geringen Relativgeschwindigkeit vernachlässigt werden können, so sollen erfindungsgemäß Regeln für die Flügellage mit Rücksicht auf das Strömungsbild nur für die Vorlaufhälfte des Radkreises angegeben werden.
  • Die Größe des angegebenen Winkels ist außer von der Kinematik des Propellers noch von der Summe aller die Strömungsrichtung bestimmenden Faktoren, besonders auch von der Schiffsform, die selbst die Bugausbildung noch umfaßt, abhängig. Zur genauen Feste legung derjenigen Stelle, an der in jedem i Einzelfall die Flügel in der Vorlaufströmung ihre Tangentiallage zum Flügelkreis einnehmen sollen, also zur Festlegung der Konstruktionsbedingungen für den Flügelantriebsmechanismus, kann etwa, solange nicht genügend Erfahrungswerte vorliegen, der Modellversuch dienen. Ob die Flügel in der Vorlaufströmung ihre Tangentiallage vor oder hinter dem O_uerdurchmesser einnehmen und in welcher Entfernung hiervon, hängt, wie erwähnt, von den Verhältnissen iti jedem Einzelfall ab. Da die Verhältnisse bei Rückwärtsfahrt denen bei Vorwärtsfahrt spiegelbildlich zum Längsdurchmesser gleich sind und nicht spiegelbildlich zum Querdurchmesser, hat die Plus-Minus-Bezeichnung des erfindungsgemäßen Winkelbereiches von maimal z5° keinen Bezug zur Fahrtrichtung, denn bei Rückwärtsfahrt wechseln die durch den Längsdurchmesser gebildeten Propellerhälften ihren Charakter als Vorlauf- und Rücklaufhälfte. Bei Rückwärtsfahrt ist also die andere Propellerhälfte die Vorlaufhälfte, und es gilt dann hinsichtlich der Abweichung von der üblichen Tangentiallage das gleiche mit Bezug auf den anderen Schnittpunkt des Querdurchmessers mit dem Flügelkreis.
  • Mit Rücksicht auf andere Forderungen kann es erwünscht oder erforderlich sein. die Tangentiallage der Flügel in der Vorlaufströmung nicht genau dort einzustellen, wo die Strömung den Flügelkreis tangiert. Bei einer solchen Abweichung von der streng richtigen Lage ist jedoch zu berücksichtigen, daß hierbei der Wirkungsgrad abfällt und daß außerdem die Kavitationsgefahr zunehmen kann. Es ist jedoch bekannt, daß ohne erheblichen Wirkungsgradabfall und ohne unzulässige Vergrößerung der Kavitationsgefahr eine Abweichung um einige Grad zulässig ist. Eine noch größere Rolle für die noch zulässige Abweichung spielt aber die Frage der Ouerkrafterzeugung; denn es hat sich gezeigt, da.Iä schon geringe Abweichungen bis zu r Grad der Flügelstellungen von der strömungstechnisch richtigen Lage unzulässig große Querkräfte ergeben, so daß ein von einem Propeller oder einer ungeraden Anzahl von Propellern angetriebenes Schiff aus der gewollten Bahn abweicht, wenn nicht zusätzliche Seitensteuerungen vorgenommen werden, während ein von einer geraden Anzahl von Propellern angetriebenes Schiff mit einer durch die Querkraft verminderten Antriebskraft, also mit verminderter Geschwindigkeit läuft. Schon bei den bisher bekannten Ausführungen von Flügelradpropellern der hier in Frage stehenden Gattung war demnach mit Rücksicht auf die Querkraft höchstens eine Abweichung bis zu r° zulässig. Diese Abweichung ist natürlich nicht Gegenstand vorliegender Erfindung, weshalb auch durch diese solche Fälle nicht gedeckt werden, bei welchen die Tangentialstellung der Flügel in der Vorlaufhälfte r° vor oder hinter dem Schnittpunkt des Querdurchmessers mit dem Flügelkreis erreicht wird, es wäre denn, da.ß nachweisbar die Strömung gerade an dieser Stelle tangential zum Flügelkreis verläuft. Andererseits aber umfaßt die Erfindung eindeutig auch eine solche Ausführung, bei welcher die Flügel in der Vorlaufhälfte ihre Tangentiallage, z. B. 26°, vor dem Schnittpunkt des Ouerdurchmessers einnehmen, sofern die Strömung bei 25° am Flügelkreis tangiert.
  • Es empfiehlt sich, den Flügelmechanismus so auszubilden, daß die Verschiebung der Tangentialstellung der Flügel bei allen Betriebszuständen des Propellers eintritt, also nicht nur bei Einstellung des Steuerzentrums auf volle Fahrt voraus und auf Rückwärtsfahrt, wie bereits erwähnt, sondern auch bei beliebigen Zwischenstellungen.
  • In der zur Eläuterung der Erfindung dienenden Zeichnung ist der Flügelkreis 8 eines Flügelradp-ropellers dargestellt, dessen Drehsinn durch den Pfeil r z bezeichnet ist. Die Strömung verläuft durch den Radmittelpunkt annähernd parallel entgegengesetzt zur Fahrtrichtung 14. Die Stromfäden 13 verlaufen nicht parallel zur Fahrtrichtung und zeigen bei dem Ausführungsbeispiel, das der Abbildung zugrunde liegt, insbesondere auf' der Seite des Flügelkreises, auf der die Bewegung der Flügel der. Strömungsrichtung entgegengesetzt ist, eine Einschnürung des Strombündels, die dazu führt, daß die Berührungspunkte der Stromfäden mit dem Flügelkreis auf der hinteren Hälfte des Kreises liegen.- Entsprechend der neuen Lehre vorliegender Erfindung nehmen die Flügel gerade an dieser Stelle in der Vorlaufhälfte ihre Tangentialstellung ein.
  • Diese Erscheinung steht also im Gegensatz zu der bisherigen Annahme, wie sie für parallele Stromfäden zutreffen würde, daß die Stromfadenrichtung den Flügelkreis an seinen beiden seitlichen Punkten berühren würde, also an den Endpunkten des Querdurchmessers. Die Normalen auf den einzelnen Flügelstellungen sollen sich für die vordere und hintere Radhälfte in einem Bereich auf dem Querdurchmesser :2 schneiden, der durch den Kreis 17 angedeutet ist. Im Gebiete der kleinsten Relativströmung, d. h. etwa in der Mitte der Rücklaufhälfte des Flügelkreises, die für Seitenkräfte und den Wirkungsgrad von verhältnismäßig geringer Bedeutung ist, möge der Berührungspunkt des äußeren Stromfadens mit dem Flügelkreis bei 18 liegen, -während auf der gegenüberliegenden Seite der äußere Stromfaden den Flügelkreis im Punkt 3 berührt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Flügelradpropeller, insbesondere für Wasserfahrzeuge, bei dem die stets vollständig ins Wasser eingetauchten, mit ihren Achsen etwa parallel zur Propellerachse angeordneten Flügel im Takt mit dem Propellerumlauf eine gesteuerte Schwingbewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelantriebsmechanismus derart ausgelegt ist, daß sich bei Einstellung auf Vorwärtsfahrt die Flügel in der vorlaufenden Hälfte des Flügelkreises nicht am Schnittpunkt des Querdurchmessers mit dem Flügelkreis, sondern außerhalb dieser Stelle dort tangential zum Flügelkreis stellen, wo die Strömung tangential zum Flügelkreis verläuft, maximal innerhalb eines Winkelbereiches von a5° nach der einen oder anderen Seite des Querdurchmessers. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom 'Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 413 896, 453 823, 695 370, 704 0008, 716 9o7.
DEV35197D 1938-01-19 1938-09-03 Fluegelradpropeller, insbesondere fuer Wasserfahrzeuge Expired DE763080C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT763080X 1938-01-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE763080C true DE763080C (de) 1953-09-28

Family

ID=3680570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEV35197D Expired DE763080C (de) 1938-01-19 1938-09-03 Fluegelradpropeller, insbesondere fuer Wasserfahrzeuge

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE763080C (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE413896C (de) * 1921-12-01 1925-05-18 Kurt F J Kirsten Ganz in das Medium eingetauchtes Schaufelrad
DE453823C (de) * 1925-12-07 1927-12-19 Ernst Schneider Schaufelrad
DE695370C (de) * 1936-04-26 1940-08-23 Hermann Heinrich Schaufelrad
DE704008C (de) * 1936-12-09 1941-03-21 J M Voith Fa Schaufelrad
DE716907C (de) * 1936-12-10 1942-01-31 J M Voith Maschinenfabrik Schaufelradschiffspropeller

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE413896C (de) * 1921-12-01 1925-05-18 Kurt F J Kirsten Ganz in das Medium eingetauchtes Schaufelrad
DE453823C (de) * 1925-12-07 1927-12-19 Ernst Schneider Schaufelrad
DE695370C (de) * 1936-04-26 1940-08-23 Hermann Heinrich Schaufelrad
DE704008C (de) * 1936-12-09 1941-03-21 J M Voith Fa Schaufelrad
DE716907C (de) * 1936-12-10 1942-01-31 J M Voith Maschinenfabrik Schaufelradschiffspropeller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1921005B1 (de) Ruder für Schiffe
DE102011055515A1 (de) Propelleranordnung, insbesondere für Wasserfahrzeuge
DE763080C (de) Fluegelradpropeller, insbesondere fuer Wasserfahrzeuge
DE1628297A1 (de) Axialstroemungsapparat
DE2701914B2 (de) Vorrichtung zur Erzeugung einer Schubkraft in einer Flüssigkeit
DE453823C (de) Schaufelrad
DE1295389B (de) Flugzeug
EP0181481A1 (de) Axiallüfter
AT155492B (de) Schaufelrad-Propeller, insbesondere für Wasserfahrzeuge.
DE102023108565B3 (de) Luftfahrzeugpropeller und Luftfahrzeug
DE3823514A1 (de) Seitenkanalmaschine
WO2022180008A1 (de) Energiesparanordnung für doppelschraubenschiffe
DE132953C (de)
AT86511B (de) Kreiselmaschine.
DE10044101A1 (de) Antrieb für schnelle Wasserfahrzeuge
AT148494B (de) Schaufelradpropeller.
DE2046868A1 (de) Steuerungs , Stabihsierungs oder dergleichen Flachen aufweisendes EIe ment fur in stromenden Medien bewegte Korper sowie Schiff oder dergleichen Fahr zeug mit einem solchen Element
DE3302180A1 (de) Brems- und hilfssteuereinrichtung fuer schiffe
DE448506C (de) Laufradschaufelung fuer achsiale Dampf- oder Gasturbinen
DE708005C (de) Schaufelradpropeller
DE274563C (de)
DE823108C (de) Fluegelradpropeller
DE182014C (de)
AT11071B (de) Schiffsschraube.
DE323410C (de) Flugzeug mit zwei Triebschrauben