DE241203C

DE241203C - Schraube mit festen, in achsialer Richtung gekrümmten Gegenschaufeln ohne Mantel.

Info

Publication number: DE241203C
Application number: DE1910241203D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1905-11-12
Filing date: 1910-04-06
Publication date: 1911-11-28
Also published as: FR429081A; GB191117863A

Description

KAISERLICHES

KLASSE 65/. GRUPPE

Dr. RUDOLF WAGNER in STETTIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. April 1910 ab. Längste Dauer: 11.November 1920.

Die in neuerer Zeit ausgeführten Messungen des Strömungsverlaufes bei Schrauben haben ergeben, daß die frühere Annahme, wonach das Wasser eine sehr starke Bewegung in der Umfangsrichtung innerhalb des Propellerkreises erfahre, nur bedingt zutrifft, d. h. die absolute

.'·■ Größe der tangentialen Bewegung des Wassers

' ist einerseits wesentlich geringer, als man früher vorausgesetzt hatte, und andererseits ist sie —■ im Gegensatz zu früheren Annahmen — von innen nach außen stark abnehmend. So beträgt der Winkel der absoluten Austrittsgeschwindigkeit α (s. Fig. 1) mit der Wellenachse hart an der Nabe höchstens etwa 25 bis

i.5 40°, während er nach dem Schraubenumfang hin auf einen Winkel von höchstens etwa 15 bis 20° herabgeht. Um höchste Nutzwirkung des Gegenpropellers zu erzielen, muß daher der Eintrittswinkel für die Schaufeln des Gegenpropellers unterhalb der oben angegebenen Winkelgrenzen bleiben. In der Zeichnung ist in Fig. 1 dieser Grenzwinkel durch den Winkel, welchen die Verbindungslinie der Endpunkte der Schaufelquerschnitte mit der Achsenrichtung einschließt, und welcher bei Zugrundelegung annähernd gleicher achsialer Breite der Gegenschaufeln längs des Radius ungefähr die Hälfte des Eintrittswinkels α für die punktiert gezeichnete gekrümmte Wasserbahn beträgt, festgelegt. Wenn die achsiale Breite der Gegenschaufeln längs des Radius stark verschieden ist, z. B. die Schaufeln am Ende bedeutend breiter als an der Nabe sind, so muß selbstverständlich für die Bemessung des Winkels β eine mittlere konstante Breite für den ganzen Radius zugrunde gelegt werden.

Die Wasserbahn verläuft theoretisch ungefähr nach der Zeichnung, wenn man annimmt, daß der Flügel unendlich dünn ist. Der Querschnitt der Flügel ist zu dieser theoretischen Wasserbahn etwa so anzunehmen, daß die Druckseite etwas näher der theoretischen Wasserbahn liegt als die Rückseite des Querschnittes, da die Druckseite auf die Ablenkung des Wassers einen größeren Einfluß ausübt als die Rückseite.

Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß zwecks Anpassung an die wahren Strömungsverhältnisse und Erzielung des Höchst-Wirkungsgrades der Winkel β von dem Höchstwert ß_x<;20° an der Nabe (s. Fig. 2 bis 5) entweder linear oder nach irgendeinem anderen fallenden Gesetz nach außen auf ß₂ < 10 "abnimmt. Die unteren Grenzen der beiden Winkel können bis auf Null herabgehen, d.h. die Druckseite der Gegenschaufeln steht dann parallel zur Wellenachse. Allerdings ist bei dieser, für die Herstellung vielleicht einfacheren Ausführung die Wirkung des Gegenpropellers geringer als bei endlichem Winkel. Auf der Druckseite können in diesem Falle die Schaufeln als Planflächen ausgebildet sein.
' Die vorstehend gekennzeichnete Feststellung

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der Schaufelstellung in achsialer Richtung kann natürlich sowohl auf radial gerade Schaufeln als auch auf solche von radial gekrümmter Form - übertragen werden. Die Messungen des Strömungsve^rlaufes haben nun, wie eingangs erwähnt, gezeigt, daß besonders am Umfang des Propellers eine wesentlich geringere Tangentialbewegung und demnach geringere Schleuderwirkung des Wassers vorhanden ist, als man

to früher vermutete. In Berücksichtigung dieses Umstandes können daher, falls radial der Vorwärtsdrehrichtung des Hauptpropellers entgegen gekrümmte Hohlschaufeln angewendet weiden, Grenzen für die Krümmung in radialer Richtung festgelegt werden, um höchste Nutzwirkung des Gegenpropellers zu erhalten. Die Grenze für die empfehlenswerte größte Krümmung wird dadurch festgelegt, daß das innerste Flächenelement * (bezogen etwa auf die Mitteiao linie m-m, s. Fig. 5) von einer Länge gleich etwa Y₁₀ der ganzen Flügellänge des vorhergehenden Flügels A ungefähr parallel ist dem äußersten Flächenelement y des nachfolgenden Flügels B, so daß der letztere sozusagen die Fortsetzung des Flügels A bildet! Selbstverständlich können die Gegenschaufeln innerhalb: der radial geraden Form nach Fig. 2 und der oben angegebenen größten Krümmung alle möglichen Zwischenformen bezüglich der Größe der Krümmung annehmen, allerdings mit einem gewissen Einfluß auf den Wirkungsgrad; dagegen dürfte die Überschreitung der Grenz- ; krümmung unvorteilhaft sein. '.

Eine noch bessere Wirkung der inneren Flügelteile des Gegenpropellers sowohl bei radial geraden als auch bei gekrümmten Gegenschaufeln wird nach vorliegender Erfindung dadurch erreicht, daß die Schaufeln (s. Fig. 5) mit einer gewissen Exzentrizität e, wie in Fig. 7 beispielsweise angedeutet, angeordnet werden. • Die inneren Flächenteile erhalten dadurch eine etwas günstigere Stellung zu den entsprechenden Flächenteilen des Hauptpropellers, indem sie mehr in die dazu parallele Lage rücken.

Außerdem wird aber auch baulich ein Vorteil erzielt, indem die Wurzel der Schaufeln des Gegenpropellers, wie in Fig. 1 bereits angedeutet, mehr symmetrisch zur Mitte auf der Nabe verteilt ist.

. Die vorstehend gekennzeichneten Verbesserungen können sowohl für Wasser- als auch für Luftgegenschrauben angewendet werden, nur müssen für letztere die Grenzen für die Winkel ß_t und j2₈ um je 10° höher gewählt werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Schraube mit festen, in achsialer Richtung gekrümmten Gegenschaufeln ohne Mantel für Wasser- und Luftfahrzeuge nach Patent 194224, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhöhung der Schaufeln in achsialer Richtung, gegeben durch den Winkel (ß), welchen bei Voraussetzung annähernd gleicher Breite der Gegenschaufeln längs des Radius die Verbindungslinie der Endpunkte des betreffenden Schaufelquerschnitts mit der Achsenrichtung einschließt, von innen nach außen (linear oder nach irgendeinem anderen fallenden Gesetz) abnimmt. - 2. Gegenpropeller nach Anspruch 1 für Wasserfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwinkel (Q₁) an der Nabe ß, <I 20° ist und nach der Schaufelspitze zu bis auf ß₂<^'io° abnimmt.
■ 3. Gegenpropeller nach Anspruch 1 fur Luftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß ' der Grenzwinkel (ß_x) an der Nabe ßi<>30° ist und nach der Schaufelspitze zu bis auf ß₂<^20° abnimmt.

4. Gegenpropeller für Wasser- und Luft-. fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radial der Vorwärts-

, drehrichtung des Hauptpropellers entgegengekrümmten Schaufeln in der Mittellinie so gekrümmt sind, daß die Krümmung innerhalb der radial geraden Form und einer Grenzkrümmung liegt, bei welcher das

. innerste und das äußerste Flächenelement von je etwa ¹Z₁₁₀ der Schaufellänge zweier aufeinanderfolgenden Gegenschaufeln miteinander parallel sind.

5. Gegenpropeller für Wasser-und Luftfahrzeuge nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Kante der Schaufeln exzentrisch zur Nabenmitte steht (Fig. 7)·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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