DD232887A5 - Schiffspropeller - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schiffspropeller fuer die Vorwaertsbewegung von Schiffen, bestehend aus trapezfoermigen, helicoidfoermig ausgebildeten Fluegeln, die planetenartig um ihre Rotationsachse herum angeordnet sind, vorteilhaft in einer schraubenartigen Weise. Die Fluegel des Propellers bilden einen Teil einer vollkommnen Wendel einer Schraube, angeordnet in einem bestimmten Abstand (Radius) von ihrer Rotationsachse, auf der gleichen oder auf verschiedenen Ebenen rechtwinklig zu der Achse und auf dem gleichen oder auf verschiedenen Radien, die darauf gerichtet ist, unmittelbar die Masse des Wassers, in dem sie betrieben wird unbeweglich zu machen und deshalb ein tragendes Element auf einem festen und stabilen (oder weitestgehend festen und stabilen) Koerper/Masse zu erreichen, und es infolgedessen zu erreichen, dass sie sich axial in einer schraubenden Bewegung, wie eine Madenschraube vorwaertsbewegt. Fig. 5

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist auf die Konstruktion eines Propellers für die Fortbewegung von Schiffen gerichtet, dessen Flügel, — einer oder mehrere — in einer bestimmten Entfernung von ihrer Rotationsachse oder Nabe planetenartig um diese herum angeordnet sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt sind normale mehrblättrige Schiffsp^ropeller, die auch als Verstf !!propeller ausgefühi ί ьзіп ктппеп. Weiterhin bekannt sind Voight-Schneider-Propeller, die aus einer Scheibe mit senkrecht stehenden verstellbaren Blättern versehen sind. Diese eingeführten Antriebssysteme weisen als gemeinsamen Nachteil einen schlechten Wirkungsgrad auf.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den schlechten Wirkungsgrad und die hierdurch entstehenden Energieverluste zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Propeller zum Antrieb von Schiffen zu schaffen, der mit bestem Wirkungsgrad arbeitet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schiffspropeller gelöst, dessen Betriebsweise ihre Grundlage in der Kraft des Trägheits-Widerstandes einer Masse von Wasser hat, (Gesetz der Trägheit von Massen) und in dem Prinzip der schiefen Ebene. Diese verursachen in der Masse des Wassers unmittelbar (augenblicklich) die Bedingungen und Verhaltensweisen eines festen und stabilen Körpers (oder in jedem Grade Bedingungen und Verhaltensweisen, die denen eines festen und stabilen Körpers angenähert entsprechen). Dadurch wird der Propeller in die Wassermasse hineingeschraubt, wie (oder weitestgehend wie) eine Madenschraube in ein Gewinde und verursacht eine axiale Bewegung, die ihrer Steigung bei einer vollen Umdrehung gleich (oder angenähert gleich) ist, und erzielt dadurch einen Schlupf der gleich Null oder doch minimal ist. Ein derartiger Propeller

weist einen oder mehrere Flügel auf, die eine schneckenförmige Gestalt aufweisen und planetenartig um ihre Rotationsachse in einer Bahn angeordnet sind, die auf einem bestimmten Radius liegt, und die in bezug auf die Bahn ihrer kreisförmigen Bewegung in einer geneigten Stellung angeordnet sind (eine derartige geneigte Stellung bildet ihre Steigung), wobei diese Gesichtspunkte in geeigneterweise kombiniert sind mit:

a) der kreisförmigen Geschwindigkeit der Flügel,

b) der Fläche und der Form der Flügel,

c) der Neigung (Steigung) der Flügel,

d) dem Winkelbogen, der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kanten der Flügel definiert ist, das heißt, zwischen einer hinteren Kante und der darauffolgenden vorderen Kante.

Der Propeller für die Vorwärtsbewegung von Schiffen, kann Flügel aufweisen, die planetenartig um ihre Nabe herum angeordnet sind, in der gleichen Ebene, rechtwinklig zur Achse (transvers), auf einer Bahn mit dem gleichen Radius, befestigt an kreisförmigen Ringsegmenten, die an der Nabe mit Hilfe von Armen befestigt sind, die helicoidförmig ausgebildet sind. Die planetenartig um ihre Nabe herum angeordneten Flügel können auch in dergleichen Ebene, rechtwinklig zur Achse, auf einer Bahn, mit dem gleichen Radius, an einem kreisförmigen Ring befestigt sein, der an der Nabe mit Hilfe von Armen befestigt ist, die helicoidförmig ausgebildet sind.

Die Flügel können Ablenkelemente besitzen, die an ihren äußeren Umfangs-Kanten angeordnet sind, wobei die Flügel plattenförmig um ihre Nabe herum angeordnet sind, in der gleichen Ebene rechtwinklig zur Achse, auf einer Bahn mit dem gleichen Radius, befestigt an einem kreisförmigen Ring, der an der Nabe mit Hilfe von Armen befestigt ist, die helicoidförmig ausgebildet sind.

Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die planetenförmig um ihre Nabe herum angeordneten Flügel auf der gleichen Ebene rechtwinklig zur Achse, auf zwei konzentrischen Bahnen, deren Radien voneinander verschieden sind (innere und äußere Bahn) und mit der gleichen Anzahl von Flügeln auf jeder Bahn angeordnet sind. Die Flügel des Propellers sind dann an zwei konzentrischen Ringen befestigt — an dem inneren und dem äußeren Ring — in der gleichen Anzahl von Flügeln pro Ring. Der innere Ring wird auf der Nabe mit Hilfe von Armen getragen, die helicoidförmig ausgeführt sind, und der äußere Ring wird von den Flügeln der inneren Bahn getragen.

Die planetenförmig um ihre Nabe herum angeordneten Flügel können auch auf der gleichen Ebene rechtwinklig zur Achse, auf zwei konzentrischen Bahnen, deren Radien voneinander verschieden sind (innere und äußere Bahn) und mit der gleichen Anzahl von Flügeln auf jeder Bahn angeordnet sein. Die Flügel des Propellers sind dann an zwei konzentrischen Ringen befestigt — an dem inneren und dem äußeren Ring — in der gleichen Anzahl von Flügeln pro Ring. Der innere Ring wird auf der Nabe mit Hilfe von Armen getragen, die helicoidförmig ausgeführt sind und der äußere Ring wird von den Flügeln der inneren Bahn getragen. Die äußeren Umfangskanten der Flügel auf der äußeren Bahn können mit Ablenkelementen versehen sein. Der Propeller kann auch Flügel aufweisen, die planetenförmig um ihre Nabe herum angeordnet sind, auf Bahnen, deren Radien voneinander verschieden sind und auf Ebenen rechtwinklig zur Achse, die voneinander verschieden sind. Die Flächen der Flügel können untereinander unterschiedlich sein und sind umgekehrt proportional zu dem Radius der Bahn eines jeden ausgeführt, und werden mit Hilfe von Armen von der Nabe getragen.

Es kann auch zweckmäßig sein, wenn die Flügel planetenförmig um ihre Nabe herum angeordnet sind, auf Bahnen, deren Radien voneinander verschieden sind, auf der gleichen Ebene rechtwinklig zur Achse aber mit unterschiedlichen Flächen, wobei die Fläche eines jeden Flügels umgekehrt proportional zu dem Radius seiner Bahn ausgeführt ist. Die Flügel werden dann ebenfalls auf der Nabe mit Hilfe von Armen befestigt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Propeller Flügel aufweisen, die planetenförmig um ihre Nabe herum angeordnet sind, auf einer Bahn mit dem gleichen Radius, auf der gleichen Ebene rechtwinklig zu der Achse und die auf der Nabe mit Hilfe von Armen getragen werden oder die Flügel sind planetenförmig um ihre Nabe herum angeordnet, auf einer Bahn mit dem gleichen Radius aber in voneinander verschiedenen Ebenen rechtwinklig zu der Achse und werden auf der Nabe mit Hilfe von Armen getragen.

Ein Flügel für einen Schiffspropeller ist mit trapezförmiger Gestalt und schneckenförmig ausgeführt — mit einer konstanten Steigung, wobei die Form dazu tendiert eine gerade Ebene zu bilden, je größer der Radius seiner Bahn wird. Der Hauptvorteil des erfundenen Propellers, im Vergleich mit den herkömmlichen Propellern, die zum gegenwärtigen Zeitpunkt für die Fortbewegung von Schiffen Verwendung finden, liegt in dem höheren Wirkungsgrad. Dieser höhere Wirkungsgrad, welcher das angestrebte Ziel der vorliegenden Erfindung war, wurde durch die funktionell Aktivierung zweier grundlegender Gesichtspunkte erreicht, die sich auf die Konstruktion und das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Lösung beziehen. Der erste Gesichtspunkt bezieht sich auf die Anordnung, die Form, die Anzahl und die Umfangsgeschwindigkeit der Flügel des Propellers — der zweite Gesichtspunkt bezieht sich auf das Prinzip, den ihr Betrieb zur Grundlage hat, das heißt, auf die Art in welcher er wirkt und wodurch er deshalb die vorwärtsgerichtete Bewegung erzeugt. Der Propeller, gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet wie eine Schraube, das heißt, er bewegt sich bei jeder vollkommenen Umdrehung um eine Entfernung in axialer Richtung vorwärts, die seiner Steigung entspricht, auch in der Masse des Wassers, gerade so, als würde er in einem festen und stabilen Umgebungsmedium oetrieben werden (eine Schraube in einer Mutter), für eine derartige Betriebsweise macht er von dem Prinzip des Trägheitswiderstandes der Wassermasse Gebrauch (eine der Konsequenzen des Prinzips der Trägheit von Körpern) und vom Prinzip der schiefen Ebenen. Was durch die speziellen Eigenschaften der Konstruktion dieses Propellers und in der Hauptsache durch die Anordnung und die Umfangsgeschwindigkeit seiner Flügel erreicht wird, ist folgendes: Die augenblickliche Unbeweglichkeit (Trägheit) der Masse des Wassers, mit welcher die Druckseite der Flügel aufeinanderfolgend und kontinuierlich in Berührung kommt, — während der Propellersich dreht — verursacht deshalb eine feste und stabile Tragkraft (oder ähnlich, verursacht eine kontinuierliche feste Mutter) und zweitens verursacht die gewünschte axiale Vorwärtsbewegung der Flügel — als Konsequenz, eine vorwärtsgerichtete Bewegung ihrer Achse/Nabe zu welcher sie eine derartige Vorwärtsbewegung übertragen. Mit anderen Worten, die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Propellers kann mit der einer Madenschraube verglichen werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, in der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Propeller mit zwei Flügeln, die an Armen befestigt sind;

Fig. 2: einen Propeller mit zwei Flügeln, die an einem Ring befestigt sind;

Fig. 3: einen Propeller, wie in Figur 2, bei dem die Flügel Ablenkelemente an den Umfangskanten aufweisen; Fig. 4: einen Propeller mit vier Flügeln, die an zwei konzentrischen Ringen in verschiedenen Bahnen angeordnet sind; Fig. 5: einen Propeller wie in Figur 4, bei dem die äußeren Flügel Ablenkelemente an den Umfangskanten aufweisen; Fig. 6

bis 10: verschiedene Ausführungsformen von Propellern mit 3 Flügeln, die von Armen getragen werden.

Fig. 1 zeigt einen Propeller mit zwei Flügeln 3 mit einer schneckenförmigen, mit einer konstanten Steigung geformten Oberfläche, die plattenförmig um ihre Nabe 1 herum angeordnet sind, auf derselben rechtwinklig zu der Achse 1 verlaufenden Ebene, auf einer Bahn mit dem gleichen Radius, befestigt an einem kreisförmigen Ringsegment 4, das an der Nabe 1 mit Hilfe von Armen 6 befestigt ist, die die helicoidförmig ausgebildet sind und die gleiche konstante Steigung aufweisen, wie die Flügel.

Fig. 2 zeigt einen Propeller mit zwei Flügeln 3 mit einer schneckenförmigen mit einer konstanten Steigung geformten Oberfläche, die planetenförmig um ihre Nabe 1 herum angeordnet sind, auf derselben rechtwinklig zu der Achse 1 verlaufenden Ebene, auf einer Bahn mit dem gleichen Radius, befestigt an einem kreisförmigen Ring 2, der von der Nabe 1 mit Hilfe von Armen 6 getragen wird, die helicoidförmig ausgebildet sind und die gleiche konstante Steigung aufweisen, wie die Flügel.

Fig. 3 zeigt einen Propeller mit zwei Flügeln 7 mit einer schneckenförmigen, mit einer konstanten Steigung geformten Oberfläche, deren äußere, den Umfang bildende Kante als Ablenkelement 8 ausgebildet ist, die planetenförmig um ihre Nabe 1 herum angeordnet sind, auf derselben rechtwinklig zu der Achse 1 verlaufenden Ebene, auf einer Bahn mit dem gleichen Radius, befestigt an einem kreisförmigen Ring 2, der von der Nabe 1 mit Hilfe von Armen 6 getragen wird, die helicoidförmig ausgebildet sind und die gleiche konstante Steigung aufweisen, wie die Flügel.

Fig. 4 zeigt einen Propeller mit vier Flügeln 3 mit einer schneckenförmigen, mit einer konstanten Steigung geformten Oberfläche, die planetenförmig um ihre Nabe 1 herum angeordnet sind, auf derselben rechtwinklig zu der Achse 1 verlaufenden Ebene, auf zwei konzentrischen Bahnen, deren Radien voneinander verschieden sind (innere und äußere Bahn), wobei zwei Flügel 3 auf jeder Bahn angeordnet sind. In dem in dieser Figur dargestellten Beispiel sind die Flügel 3 an zwei konzentrischen Ringen befestigt, an dem inneren Ring 2 und dem äußeren Ring 9—und zwar zwei Flügel an jedem Ring. Der innere Ring 2 wird mit Hilfe von Armen 6 die heiicoidförmig ausgebildet sind, von der Nabe 1 getragen und der äußere Ring 9 wird von den Flügeln 3 der inneren Bahn getragen.

Fig. 5 zeigt einen Propeller mit vier Flügeln 3 und 7 mit einer schneckenförmigen, mit einer konstanten Steigung geformten Oberfläche, die planetenförmig um ihre Nabe 1 herum angeordnet sind, auf derselben rechtwinklig zu der Achse 1 verlaufenden Ebene auf zwei konzentrischen Bahnen, deren Radien voneinander verschieden sind (innere und äußere Bahn), wobei zwei Flügel auf jeder Bahn angeordnet sind. Die Flügel sind an zwei konzentrischen kreisförmigen Ringen befestigt, an dem inneren Ring 2 und dem äußeren Ring 9 und zwar zwei Flügel an jedem Ring. Der innere Ring 2 wird mit Hilfe von Armen 6, die helicoidförmig ausgebildet sind, von der Nabe 1 getragen und der äußere Ring 9 wird von den Flügeln 3 der inneren Bahn getragen. Die äußere am Umfang angeordnete Kante des Flügels 7 der äußeren Bahn weist ein Ablenkelement (Deviator) auf.

Fig. 6 zeigt einen Propeller mit drei Flügel 3, mit einer schneckenförmigen, mit einer konstanten Steigung geformten Oberfläche, mit Flächengrößen, die voneinander verschieden sind, die planetenförmig um ihre Nabe 1 herum angeordnet sind, auf Bahnen, die voneinander verschiedene Radien aufweisen und auf verschiedenen rechtwinklig zu der Achse 1 verlaufenden Ebenen liegen. Die Flügel werden mit Hilfe von Armen 10 von der Nabe 1 getragen.

Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht des Propellers, der in der oben genannten Fig. 6 dargestellt ist.

Fig. 8 zeigt einen Propeller mit 3 Flügeln 3, mit einer schneckenförmigen, mit einer konstanten Steigung geformten Oberfläche, mit Flächengrößen, die voneinander verschieden sind, die planetenförmig um ihre Nabe 1 herum angeordnet sind, auf Bahnen, die voneinander verschiedene Radien aufweisen, die aber in der gleichen, rechtwinklig zu der Achse 1 verlaufenden Ebene liegen. Die Flügel 3 werden mit Hilfe von Armen 10 von der Nabe 1 getragen.

Fig. 9 zeigt einen Propeller mit drei Flügeln 3, mit einer schneckenförmigen, mit einer konstanten Steigung geformten Oberfläche, die planetenförmig um ihre Nabe 1 herum angeordnet sind, auf einer Bahn, die den gleichen Radius aufweist und in der gleichen rechtwinklig zu der Achse 1 verlaufenden Ebene liegt. Die Flügel 3 werden mit Hilfe von Armen 10 von der Nabe 1 getragen.

Fig. 10 zeigt eine Vorderansicht des Propellers, der in der oben genannten Fig. 9 dargestellt ist.

Fig. 11 zeigt einen Propeller mit drei Flügeln, mit einer schneckenförmigen, mit einer konstanten Steigung geformten Oberfläche, die planetenförmig um ihre Nabe 1 herum angeordnet sind, auf verschiedenen Bahnen, die zwar den gleichen Radius aufweisen, die aber auf verschiedenen rechtwinklig zu der Achse 1 verlaufenden Ebenen liegen. Die Flügel 3 werden mit Hilfe von Armen 10 von der Nabe 1 getragen.

Die Erfindung kann in jeder Gestalt, Form, Kombination, Entwurf ode- Methode angewendet werden, die hier beschrieben sind.

Die Zeichnungen, die der vorliegenden Erfindung beigefügt sind, bilden keine Einschränkung in bezug auf die Form oder den Entwurf bezüglich der Erfindung und sind auch nicht als umfassende Formen gemeint, sondern dienen mehr als ein beschriebenes Beispiel für mögliche Ausführungen.

Claims (11)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Schiffspropeller für die Vorwärtsbewegung von Schiffen, dessen Betriebsweise seine Grundlage in der Kraft des Trägheits-Widerstandes einer Masse von Wasser und in dem Prinzip der schiefen Ebene hat und eine axiale Bewegung verursacht, die ihrer Steigung bei einer vollen Umdrehung gleich (oder angenähert gleich) ist, gekennzeichnet dadurch, daß er einen oder mehrere Flügel aufweist, die eine schneckenförmige Gestalt haben und planetenartig um ihre Rotationsachse in einer Bahn angeordnet sind, die auf einem bestimmten Radius liegt, und die in bezug auf die Bahn ihrer kreisförmigen Bewegung in einer geneigten Stellung angeordnet sind.
2. 2. Schiffspropeller, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er Flügel aufweist, die planetenartig um seine Nabe herum angeordnet sind, in der gleichen Ebene, rechtwinklig zur Achse, auf einer Bahn mit dem gleichen Radius, befestigt an kreisförmigen Ringsegmenten, die an der Nabe mit Hilfe von Armen befestigt sind, die heliocoidförmig ausgebildet sind.
3. 3. Schiffspropeller, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er Flügel aufweist, die planetenartig um seine Nabe herum angeordnet sind, in der gleichen Ebene, rechtwinklig zur Achse, auf einer Bahn, mit dem gleichen Radius, befestigt an einem kreisförmigen Ring, der an der Nabe mit Hilfe von Armen befestigt ist, die helicoidförmig ausgebildet sind.
4. 4. Schiffspropeller, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er Flügel aufweist, die Ablenkelemente besitzen, die an ihren äußeren Umfangs-Kanten angeordnet sind, wobei die Flügel planetenförmig um die Nabe herum angeordnet sind, in der gleichen Ebene rechtwinklig zur Achse, auf einer Bahn mit dem gleichen Radius, befestigt an einem kreisförmigen Ring, der an der Nabe mit Hilfe von Armen befestigt ist, die helicoidförmig ausgebildet sind.
5. 5. Schiffspropeller, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er Flügel aufweist, die planetenförmig um seine Nabeherum angeordnet sind, auf der gleichen Ebene rechtwinklig zur Achse, auf zwei konzentrischen Bahnen, deren Radien voneinander verschieden sind und mit der gleichen Anzahl von Flügeln auf jeder Bahn, daß die Flügel an zwei konzentrischen Ringen befestigt sind, mit der gleichen Anzahl von Flügeln pro Ring, wobei der innere Ring auf der Nabe mit Hilfe von Armen getragen wird, die helicoidförmig ausgeführt sind, und der äußere Ring von den Flügeln der inneren Bahn getragen wird.
6. 6. Schiffspropeller, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er Flügel aufweist, die planetenförmig um seine Nabe herum angeordnet sind, auf der gleichen Ebene rechtwinklig zur Achse, auf zwei konzentrischen Bahnen, deren Radien voneinander verschiedenen sind und mit dergleichen Anzahl von Flügeln auf jeder Bahn, daß die Flügel an zwei konzentrischen Ringen befestigt sind, mit der gleichen Anzahl von Flügeln pro Ring, wobei der innere Ring auf der Nabe mit Hilfe von Armen getragen wird, die helicoidförmig ausgeführt sind und der äußere Ring von den Flügeln der inneren Bahn getragen wird und die äußeren Umfangskanten der Flügel auf der äußeren Bahn mit Ablenkelementen versehen sind.
7. 7. Schiffspropeller, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er Flügel aufweist, die planetenförmig um seine Nabe herum angeordnet sind, auf Bahnen, deren Radien voneinander verschieden sind und auf Ebenen rechtwinklig zur Achse, die voneinander verschieden sind, daß die Flächen der Flügel untereinander unterschiedlich und umgekehrt proportional zu dem Radius der Bahn eines jeden ausgeführt sind und mit Hilfe von Armen von der Nabe getragen werden.
8. 8. Schiffspropeller, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er Flügel aufweist, die planetenförmig um seine Nabe herum angeordnet sind, auf Bahnen, deren Radien voneinander verschieden sind, auf der gleichen Ebene rechtwinklig zur Achse, aber mit unterschiedlichen Flächen, wobei die Fläche eines jeden Flügels umgekehrt proportional zu dem Radius seiner Bahn ausgeführt ist und die Flügel auf der Nabe mit Hilfe von Armen befestigt sind.
9. 9. Schiffspropeller, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er Flügel aufweist, die planetenförmig um seine Nabe herum angeordnet sind, auf einer Bahn mit dem gleichen Radius, auf der gleichen Ebene rechtwinklig zu der Achse und die auf der Nabe mit Hilfe von Armen getragen werden.
10. 10. Schiffspropeller, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er Flügel aufweist, die planetenförmig um seine Nabe herum angeordnet sind, auf einer Bahn mit dem gleichen Radius aber in voneinander verschiedenen Ebenen rechtwinklig zu der Achse und die auf der Nabe mit Hilfe von Armen getragen werden.
11. 11. Schiffspropeiter, nach Punkt 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß seine Flügel mit trapezförmiger Gestalt und schneckenförmig ausgeführt sind mit einer konstanten Steigung, wobei die Form dazu tendiert eine gerade Ebene zu bilden, je größer der Radius ihrer Bahn wird.

    Hierzu 5 Seiten Zeichnung.