Ueber Neuerungen an Schiffsschrauben. Patentklasse 65. Mit Abbildungen auf Tafel 18. Ueber Neuerungen an Schiffsschrauben. 1) Construction der Schraubenpropeller: Der lange Gebrauch der Schraubenpropeller hat noch keine aus theoretischen oder praktischen Gesetzen ableitbare Normalform der Flügelflächen u.s.w. geschaffen; vielmehr findet jeder Constructeur für seine Schraubenform andere Bedingungen. Eine Schraubenform im Sinne des Wortes besitzt keiner der neuen Schraubenpropeller- eher nähern sich letztere mehr der Form der Windmühlen- oder Turbinenflügel. Abgesehen hiervon zeigt sich jetzt allgemein das Bestreben, das Gewicht des Propellers sowie die Dicke seiner Nabe und Flügel herabzusetzen, welcher Grund bei der Wahl von Stahlschrauben vorwiegt. W. Ch. Hallett in London (Erl. *D. R. P. Nr. 6444 vom 27. Oktober 1878) erhält eine Schraube von schönen, schlanken Verhältnissen, indem er die seitlichen Begrenzungslinien der Flügel nach cycloidischen Curven bildet und die Flügel mit ihren Mittellinien unter einen spitzen oder stumpfen Winkel zur geometrischen Achse der Schraubenwelle anordnet. H. J. Jackson in Deptford (Erl. *D. R. P. Nr. 6583 vom 9. November 1878) gibt genaue, bestimmte, aus praktischen Erfahrungen abgeleitete Formeln für die Stärke der Schraubentheile und die Form der seitlichen Begrenzungslinien an; letztere bilden Kreisbögen, deren Radien gewisse Bruchtheile des Schraubendurchmessers sind. Die von G. J. Stevens und J. S. Smith in London (*D. R. P. Nr. 9972 vom 13. December 1879) angegebene Schraubenform entsteht durch gleichmäſsige Rotation einer Tractorie um die gegebene gerade Linie, welche die Asymptote zu ihr ist, bei gleichzeitiger Bewegung in der Längsrichtung derselben. Die so entstehende Schraubenform besitzt die Eigenthümlichkeit, daſs alle zur Achse rechtwinklig gezogenen Kreislinien die Schraubenfläche unter demselben Winkel treffen und ein rechtwinkliger Schnitt zur Achse eine Spirale ergibt, welche die Schraubenachse unter dem Steigungswinkel der Schraube trifft. Bei der Schraube von L. Gravier in Havre (Erl. *D. R. P. Nr. 10547 vom 17. Februar 1880) ist der Druckwinkel constant gehalten. Die Flügelfläche wird durch eine gerade oder gekrümmte Erzeugungslinie gebildet, welche sich um ihren im Schraubenmittel liegenden Endpunkt dreht und sich dabei an einer Schraubenlinie als Leitlinie hinschiebt. Eine wellige Form gibt H Hirsch in Paris (*D. R. P. Nr. 16924 vom 25. December 1880) den Schraubenflügeln, um – wie der Erfinder meint – einen vollständigen Anschluſs zwischen der welligen Bewegungsform des Wassers und dem Propeller selbst herbeizuführen. Die Wellenlinien werden in verschiedener Weise einem passend angeordneten System von Kreisbögen, Ellipsen oder dergleichen Curven entnommen und nicht nur zur Formgebung der Schraubenflügel, sondern besonders zur Gestaltung der Boden- und Seitentheile des Schiffsgefäſses selbst empfohlen. – Der Gedanke an sich ist übrigens schon früher aufgetaucht. (Vgl. Binzer und Bentzen 1879 234 * 265. Deane 1879 234 491. Buonaccorsi 1881 242 147.) Die Griffith'sche Schraube und deren von Hirsch vorgeschlagene bekannte verbesserte Form, welche beide sich durch die hohle, kugelige Nabe kennzeichnen, haben eine allgemeine Anwendung erfahren; sie haben trotz ihrer nur zweiflügeligen Construction, welche auch eine Verstellung der Flügel in der Nabe erlaubt, einen sanften Gang und sind deshalb besonders ihres leichten Hissens wegen als Hilfsschrauben beliebt. Die Vortheile der mehrflügeligen Schraube wurden mit der Möglichkeit des Hissens im Schraubenbrunnen zuerst von dem französischen Ingenieur Mangin vereinigt; derselbe reihte zwei oder drei 2flügelige Schrauben hinter einander und vertheilte die Gesammtsteigung der sonst 4 bezieh. 6flügeligen, einfachen Schraube über sämmtliche vorhandene Flügel. Auf französischen Kriegsschiffen hat sich diese Schraube sehr gut bewährt. Auf der letzten Pariser Weltausstellung zeigte der französische Constructeur Cuizinier an einem Modell eine Schraube, welche die Mangin'sche verdrängen dürfte, wenn die praktische Ausführung keine übergroſsen Hindernisse bietet. Auf derselben Schraubenachse liegen dicht hinter einander auch zwei 2flügelige Schrauben, welche aber nicht, wie dort, zu einem festen Ganzen verbunden sind, sondern deren jede sich auf der Welle verdrehen läſst. Eine Verdrehung der einen Schraube erzeugt also eine wirkliche 4flügelige Schraube, während behufs Hissens beide Schrauben zusammengeklappt werden. Eine in letzter Zeit vielfach besprochene Schraube, welche ihr Vorbild in einer Construction von Ericsson hat, ist von De Bay in England vorgeschlagen. Dieselbe ist auch aus zwei hinter einander liegenden Schrauben zusammengesetzt, jedoch nicht wie oben zum Zweck des leichteren Hissens, sondern um eine gröſsere Geschwindigkeit zu erzielen. Die Schrauben mit der eigentümlichen Flügelform haben entgegengesetzte Steigung und werden nach entgegengesetzter Richtung umgedreht. Die hintere Schraube sitzt zu diesem Zwecke auf einer vollen Welle, welche durch die Hohlwelle der vorderen Schraube hindurchgeht. Jeder der beiden Theile des Propellers arbeitet wie eine Schraube; es verhindert aber die entgegengesetzte Umdrehungsrichtung, daſs das Wasser von der einen Schraube ergriffen wird und deren Drehung folgt; vielmehr findet die zweite Schraube in dem von der ersten in Rotation gesetzten Wasser einen Widerstand, gerade weil sie sich in entgegengesetzter Richtung dreht. Versuche mit diesem Propeller sollen ergeben haben, daſs seine Leistungsfähigkeit um 40 Procent gröſser ist als die der besten einfachen Schrauben; demnach würde diese Schraube etwa 70 Procent der auf ihr übertragenen Maschinenkraft ausnutzen. Die Art und Weise der Zuführung des Wassers zur Schraube ist von der gröſsten Bedeutung für deren Wirksamkeit. So schlägt A. Aeppli in Riesbach bei Zürich (*D. R. P. Nr. 15454 vom 31. März 1881) vor, die Schraube in einen Turbinen ähnlichen Leitschaufelapparat einzubetten, welcher selbst fest liegt und durch die Form seiner Schaufeln eine günstige Zu- und Ableitung des Wassers derart bewirken soll, daſs dieses richtig auf die Schraubenflügel trifft und nicht an der drehenden Bewegung der Schraube theilnimmt, sondern möglichst gerade von vorn nach hinten durchläuft. Diese Anordnung zeigt Fig. 14 und 15 Taf. 18. Der die Schraube a umschlieſsende rohrförmige Mantel b ist nach vorn und hinten verlängert und trägt vor und hinter der Schraube Leitschaufeln c. Die beim Durchgang des Wassers durch die Schraube im Mantel erzeugte, nach Aeppli's Meinung nur schwach drehende Bewegung desselben soll dadurch ausgeglichen werden, daſs der Mantel der Nabe entsprechend schwach konisch erweitert wird. Für Kriegsschiffe erhält der Mantel eine Bepanzerung. F. Motte in Dampremy, Belgien (Erl. *D. R. P. Nr. 2844 vom 3. Februar 1878) verfolgt einen ähnlichen Gedanken, ohne indessen irgend welchen Vortheil erreichbar erscheinen zu lassen. Auf dem aus dem Bug hervorragenden Ende der Triebwelle ist eine vertikale Turbine und vor dieser auf derselben Nabe eine gewöhnliche Schraube befestigt. Bei der gleichzeitigen schnellen Umdrehung beider mit einander verbundenen Theile soll die Schraube das Wasser parallel der gemeinschaftlichen Achse zur Turbine befördern und letztere den Wasserstrom in radialer Richtung ablenken. Die folgenden Constructionen beziehen sich auf die mehr constructive Anordnung und Befestigung der Schrauben. So bildet Fr. Wrede in Duisburg (*D. R. P. Nr. 17146 vom 13. August 1881) die Schraubenflügel hohl und gibt ihnen je zwei Oeffnungen b und c (Fig. 16 Taf. 18), welche den Hohlraum der Schraube mit dem äuſseren Wasser verbinden. Beim Arbeiten der Schraube im Wasser behufs Fortbewegung des Schiffes wird die in Folge ihrer raschen Rotation erzeugte Centrifugalkraft das Wasser in die inneren Oeffnungen b einsaugen, durch den Kanal d treiben und aus den äuſseren Oeffnungen c wegschleudern. Es wird demnach in der Höhlung eines jeden Flügels ein Wasserstrom erzeugt, welcher ganz unabhängig von der schraubenden Wirkung des Propellers Wassermassen vom Schiff weg nach hinten ins freie Wasser wirft. Auch arbeitet dieser aus den Oeffnungen c tretende Strom dem durch die Reibung an den schraubenförmigen Flächen erzeugten nachtheiligen Mitwirbeln des Wassers entgegen. Die Construction von F. Maringer in Düsseldorf (*D. R. P. Nr. 18245 vom 2. Juli 1881) vervollkommnet gewisse amerikanische Anordnungen, die Schraubenflügel mit Wülsten und Ansätzen zu versehen, welche dem Fortwirbeln des Wassers entgegenarbeiten sollen. Hier sind diese Ansätze zu Schaufeln ausgebildet, welche, auf der Flügelvorderseite in einer Spirallinie um die Achse angebracht (vgl. Fig. 17 und 18 Taf. 18), nach einander ins Wasser treten und durch ihre mehr oder weniger groſse Winkelstellung einen bestimmten Druck auf das Wasser ausüben. Die Flügel selbst sind nach einer Parabel derart geformt, daſs die Vorderfläche convex, die Hinterfläche concav ausfällt. J. B. Ward in San Francisco (*D. R. P. Nr. 10984 vom 26. März 1880) benutzt kreisförmige Flügel aus dünnem elastischem Stahlblech, welche ganz oben nur gegenseitig entsprechend verstellt in die Ansätze der schmiedeisernen Nabe mittels Schraubenbolzen eingesetzt werden. Die hier erstrebte leichte Auswechselbarkeit der erfahrungsmäſsig ungünstig arbeitenden flachen Flügel wird durch die Anordnung von W. Cooke und D. Mylchreest in Liverpool (*D. R. P. Nr. 14487 vom 16. Januar 1881) in vortheilhafter Weise erreicht. Die Schraube wird, wie aus Fig. 19 Taf. 18 zu ersehen, aus zwei Hälften (Schnitt durch die Mitte der Achse) construirt, welche durch Bolzen der Länge nach auf der Welle vereinigt werden. Auf dem Wellenstummel ist ein Kammzapfen aufgeschnitten, zu welchem die entsprechenden Lager in den nabenartigen Ansätzen der Schraubenhälften sich befinden. Von J. A. Andrée in Esens, Ostfriesland (*D. R. P. Nr. 17040 vom 30. Juli 1881) ist eine Schraube angegeben, deren Flügel verdrehbar sind, jedoch nicht in dem gewöhnlichen Sinne, sondern derart, daſs sich dieselben nach gleicher Richtung treibend zum Wasserstrom einstellen, während die Achse abwechselnd links und rechts herum gedreht wird. Die Flügel sind zu diesem Zweck auf Zapfen drehbar, welche in der Welle festsitzen; Anschläge regeln und begrenzen die richtige Bewegung der Flügel. Es wurde diese Anordnung getroffen, um ein Fahrzeug mittels derselben fortzubewegen, wenn die Schraubenachse durch irgend eine durch menschliche (Tritt-) Kraft bethätigte Vorrichtung abwechselnd rechts und links herum gedreht wird. Schlieſslich sei eine Anordnung von H. Grauet in Magdeburg (* D. R. P. Nr. 15230 vom 7. September 1880) erwähnt, bei welcher Schraubenflügel in entsprechenden Verstellungen gegen einander längs je einer zu beiden Seiten am Schiff gelagerten Welle angebracht sind. Diese Wellen sind in Gelenkhebeln über der Wasserlinie derart verstellbar gelagert, daſs sie für jede Tauchtiefe des Fahrzeuges stets nur einen gewissen Theil der jeweilig unten befindlichen Flügel wirken lassen. Die Vertheilung der Flügel auf eine lange Welle soll jedem Flügel unbewegtes Wasser bieten, was allerdings in Wahrheit kaum möglich ist. 2) Lagerung der Schraube im Schiff: Die Bestrebungen richten sich auf eine möglichst ohne besondere constructive Aenderungen am Schiffsgebäude thunlichst gesicherte Lage der Schraube, welche derselben aber hauptsächlich einen guten geregelten Wasserzufluſs, wenn möglich in stets derselben Tauchtiefe gestattet. Letzteren Umstand, welcher die Wirksamkeit jedes Propellers stark beeinfluſst, will P. Jacquel in Natzweiler, Elsaſs (*D. R. P. Nr. 7536 vom 10. September 1878) dadurch beseitigen, daſs er Propeller und Maschine in eine wasserdichte Abtheilung bettet, welche mit dem Schiff beweglich verbunden ist und dem Schiff gestattet, sich zu heben oder zu senken, ohne den Tiefgang des Propellers zu verändern. Dieser Vorschlag läuft also auf die Schaffung eines kleinen Schleppers hinaus. A. H. Reichelt in Hamburg (Erl. *D. R. P. Nr. 4711 vom 24. September 1878) verlegt Schraube und Steuer unter das Schiff, an welcher Stelle die Spanten nach unten zu einer scharfen Kante verlängert werden und auf dieser Strecke eine Art Kiel bilden. An jedem Ende dieses Kiels oder auch nur am hinteren Theil wird eine Schraube angebracht, welche je auf einer in der Längsrichtung des Schiffes gelagerten Kurbelwelle befestigt ist. Das Steuer wird hinter die letzte Schraube gelegt. Eine interessante Anordnung hat P. Jacquel in Natzweiler, Elsaſs (D. R. P. Nr. 6112 vom 8. Oktober 1878) getroffen: Die Schraube liegt am hinteren Ende des Schiffes in einem nach vorn sich gabelförmig theilenden und an den Längsseiten mündenden Hohlcylinder, durch dessen Zweige der Schraube das Wasser zugeführt wird. Die Schraube steuert gleichzeitig, wenn die Abzweigungen durch Schieber entsprechend geschlossen werden. Ein Mangel dieser Einrichtung liegt in dem erforderlichen groſsen Raumbedürfniſs. Doppelschrauben bringen Z. Oram und P. B. Grove in Philadelphia (*D. R. P. Nr. 10568 vom 1. Januar 1880) am Vordertheil des Mittelschiffes auſserhalb des Bereiches des sich am Bug brechenden Wassers an. Die Triebachsen der Schrauben sind nahezu parallel zu den Seiten des Bugs und etwas gegen den Horizont geneigt, um ein Heben des Bugs zu bewirken. Im Vergleich mit den am Heck sitzenden Doppelschrauben ergeben sich für die vorliegende Construction nur Nachtheile. 3) Steuerschrauben: Der Gedanke, die Schraube gelenkig auf den Stumpf der Triebachse zu setzen, um durch ihre Verstellung in horizontaler Richtung eine kräftigere und schnellere Steuerwirkung zu erzielen, als durch das Steuerruder möglich ist, rührt von Curtis (1862) her; nach dessen Construction, welche eine Unzahl Nachbildungen erfahren hat, sitzt die Schraube auf einer besonderen kurzen Welle, welche mit der Hauptwelle durch ein Hook'sches Gelenk oder Kegelräder gelenkig verbunden wird; das Steuerruder kam in Fortfall, während statt dessen die Schraube durch eine Pinne o. dgl. der gewünschten Steuerrichtung entsprechend um das Gelenk verdreht wird. Die genügend sichere Lagerung der kurzen Schraubenwelle war noch schwieriger zu ermöglichen als die Festigkeit des Gelenkes; aus diesen Gründen fanden die Steuerschrauben keinen Eingang in die Praxis, trotzdem ihre vorzügliche Steuerfähigkeit besonders für lange und schwere Schiffe sich als ungemein wirksam ergeben hatte. Die völlig schutzlose Lage der Schraube am Hintersteven war ein weiterer Uebelstand. Die schwerfällige und dabei doch unsichere Construction von H. Dietrich in Potsdam (*D. R. P. Nr. 5120 vom 2. Juli 1878) bedingt einen umständlichen, schmiedeeisernen Ausbau am Heck zur Aufnahme eines Bogenstückes, in welchem die kurze Schraubenwelle lagert. Dieses Bogenstück ist mit einem Getriebe so verbunden, daſs nicht nur eine horizontale, sondern auch eine vertikale Verdrehung der Schraube erfolgen kann; letztere Schrägstellung wird häufig vorgenommen, da durch dieselbe eine schnellere Fahrt erreicht werden soll. L. Somzée in Brüssel (*D. R. P. Nr. 5352 vom 24. Juli 1878) schlägt mehrere Anordnungen vor, bei denen ein Hook'sches Gelenk oder Zahnräder benutzt werden; ferner versuchte er den bekannten, aber als unpraktisch wieder verlassenen Gedanken wieder aufzunehmen, die Kraft zum Steuern der Haupttriebwelle durch Zahnräder abzuleiten. Die Gelenkkupplung wird hier, zum Schutz gegen Verunreinigung von zwei concentrischen hohlen Halbkugeln umgeben, welche die horizontale Winkelbewegung nicht stören. Besonders zu erwähnen ist nur eine Construction, bei welcher Schraube und Gelenk in einem Gestell angeordnet und mittels desselben in einem Brunnen zu hissen sind. Bei der von E. W. Mayer in Posen (Erl. * D. R. P. Nr. 6866 vom 18. März 1879) benutzten Kegelräderverbindung ist durch die Möglichkeit der Ausrückung der vertikalen aus den horizontalen Rädern auch der Stillstand und Drehungsumkehrung der Schraube zu ermöglichen. Während die besprochenen Vorschläge praktisch nicht brauchbar erscheinen, gestattet die Construction von G. W. Claussen in Bremerhaven (D. R. P. Nr. 17992 vom 9. September 1881) eine vortheilhafte Ausbeutung in Aussicht zu nehmen. Es wurde die kurze Welle für die Schraube durch eine eigenartig ausgebildete Nabenconstruction ersetzt und ferner zu Gunsten der höheren Lagerung der Schraube und Festigkeit der ganzen Anordnung das Steuerruder wieder eingeführt, so daſs neben der durchaus als solide zu bezeichnenden Verbindung ein ergiebiger Schutz für die Schraube gegen Havarie geschaffen ist. Die Drehachse der Schraube bildet zugleich die Drehungs- und Aufhängungsachse des Ruderrahmens. Das Gelenk ist durch einen an den Stumpf der Betriebswelle angeschmiedeten, kugelförmigen Wulst gebildet, welcher in der Längsrichtung mit einem Schlitz zum Durchlaſs eines Bolzens versehen ist. Um diesen kann die Verdrehung der Schraube bis zu 60 bis 80° erfolgen. Den Wulst des Wellenstumpfes umfaſst die Nabe D (Fig. 20 bis 22 Taf. 18), in welcher beide Enden des Querbolzens gelagert sind. Die hintere Verlängerung der Nabe gestattet die sichere Lagerung mittels eines Zapfens im Ruderrahmen. Die vordere Oeffnung der Nabe ist mit einer Schutzkappe H versehen. Mittag.