Titel: | Seewesen.Schiffstreiber. |
Fundstelle: | Band 309, Jahrgang 1898, S. 181 |
Download: | XML |
Seewesen.Schiffstreiber.
(Fortsetzung des Berichtes S. 161 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Schiffstreiber.
Eine verschiedenartige Wirkung steht auch von der Schraube von A. Viert in Chicago zu erwarten (Fig. 76).U. S. P. Nr. 552938. Als Nabe dienen ihm zwei Konen e, welche mit
ihren Basen gegen einander geschraubt sind. In jedem Konus ist eine Serie Flügel
eingelassen, deren Actionsfelder offenbar nicht zusammenfallen. Es resultiren hier
sehr schwere Schrauben, deren Anbringung eine besondere Steuerbildung erfordert und
deren Vorzüge nicht ohne weiteres ersichtlich sind.
Textabbildung Bd. 309, S. 181
Fig. 76.Schraube von Viert.
Dagegen rührt von einem ehemaligen amerikanischen Kapitän, A.
Vogelsang, eine Construction her, in welcher insofern eine gesündere
Richtung zum Ausdrucke kommt, als das Zusammenhalten des Wassers bezweckt wird. Ob
das Mittel, welches Vogelsang hierzu anwendet, ein
besonders glückliches ist, müssen wir dahingestellt lassen; uns scheint dies nicht
der Fall zu sein. Nach Angabe des Constructeurs bildet nämlich jeder Flügel der
vorliegenden Schraube an seiner Wurzel eine einheitliche Fläche und verzweigt sich
nach seiner Peripherie zu in mehrere Theile, so dass die hierdurch entstandenen
Flügeltheile in verschiedenen Ebenen in der Achsenlänge des Flügels zu liegen
kommen. Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, dass die am Kreisumfange
entstandenen Flügelflächen dem Wasser nicht wie bei gewöhnlichen Schrauben eine
grosse Rotationsbewegung ertheilen, sondern dass sie das Wasser in beinahe gerader
Linie in entgegengesetzter Richtung zur Schiffsrichtung verdrängen, wodurch der für
die Fortbewegung des Schiffes maassgebende Reactionsdruck vergrössert wird. Das
Material, aus welchem die Flügel herzustellen sind, kann beliebig und die
Befestigung der Flügel mit der Nabe oder Schraubenwelle in irgend einer bekannten
Weise gemacht sein. Auch die Anzahl der Flügel ist beliebig; ebenso können letztere
in gleicher oder in verschiedenen Ebenen in der Schraubenachse angebracht werden.
Eine peripherial und radial veränderliche Steigung wird für günstig gehalten, doch
sollen auch andere Steigungsverhältnisse, sowie die Verstellbarkeit der Flügel nicht
ausgeschlossen werden. In Fig. 77 ist eine gemäss dieser Vorschriften ausgeführte linksgängige
Schraube in Vorderansicht dargestellt; drei einheitliche Flügeltheile verzweigen
sich hiernach nach aussen in sechs Theilflächen. In Fig. 78 stellt a die abgewickelte Fläche eines Flügels vor, wobei h den Kreisumfang darstellt; b ist die Ansicht eines Flügels; c zeigt den
Flügel vom Ende aus gesehen; d ist, wenn die Rotation
der Schraube nach Pfeil g stattfindet und die Bewegung
des Schiffes nach Pfeil f erfolgt, die dem Schiffe
zugebogene Eintrittskante und e die entgegengesetzt
abgebogene Austrittskante. Bei dieser Ausführung arbeiten die Flügel für Vorwärts-
und Rückwärtsfahrt gleich, nur die Ein- und Austrittskanten d und e vertauschen ihre Rollen.
Textabbildung Bd. 309, S. 181
Schraube von Vogelsang.
Textabbildung Bd. 309, S. 181
Fig. 79.Schraube von Schmidt.
Die gewöhnliche Schraube versetzt das Wasser in Drehung, und diedhierfür aufgewendete
Arbeit muss als Energieverlust angerechnet werden. Diesen Energieverlust will P. F. Schmidt in Brüssel in eigenthümlicher Weise
dadurch vermeiden, dass das von der Schraube abgestossene Wasser von einer zweiten,
mit entgegengesetzt gerichtetem Gewinde versehenen und sich entgegengesetztdrehenden Schraube
aufgefangen und dadurch zur Fortbewegung des Schiffes nutzbar gemacht wird. Aus Fig. 79 ist eine derartige Schraube in wesentlichen
Merkmalen zu entnehmen. Die Schraube a gewöhnlicher
Bauart ist in einer zweiten, mit entgegengesetzt gerichtetem Gewinde versehenen
Schraube b angeordnet. Die Flügel dieser zweiten, die
erste umgebenden Schraube sind mit Aussparungen zum Durchgange der Flügel der ersten
Schraube versehen, so dass sich beide Schrauben unabhängig von einander drehen
können. Es leuchtet allerdings ein, dass das von der einen Schraube abgestossene
Wasser gegen die Flügel der anderen Schraube geworfen wird und der Drehung derselben
einen entsprechenden Widerstand entgegensetzt; dass aber die Ueberwindung dieser
Widerstandsarbeit mit einem Vortheil für den Schiffstrieb verbunden sei, möchten wir
nicht zu behaupten wagen.
Textabbildung Bd. 309, S. 182
Schraube von Myers und Davies.
Verworren nimmt sich auch das Streben von Charles und
Elizabeth Myers und John
Davies in Manchester aus, welche die Vibration der in Thätigkeit
befindlichen Schraube beheben wollen. Diese letztere soll schwächer da auftreten, wo
Flügel in grösserer Anzahl angeordnet sind. Mit der Anzahl derselben wächst
allerdings die Gefahr, dass ein Arbeiten in Todtwasser stattfindet. Es werden
deshalb Schrauben in Vorschlag gebracht, welche mit zwei Serien vollständig
verschieden geformter Flügel ausgestattet sind (Fig. 80 und 81). Eine Form dieser
Flügel besteht aus einer schraubenförmig gewundenen Schleife mit flachem
Querschnitt; die zweite Form ist ein flaches, schneckenförmig gewundenes Blatt,
ähnlich den gebräuchlichen Flügeln. Diese verschieden geformten Flügel werden in der
Reihenfolge abwechselnd um die Nabe herum angeordnet. Durch diese Anordnung soll
erreicht werden, dass die Vibrationen der einen Flügelform die der anderen aufheben.
Auch wird jedem Flügel bei verhältnissmässig engerer Theilung, als es bei den
gebräuchlichen Schiffsschrauben möglich war, dadurch, dass der jeweilige
vorhergehende Flügel eine andere Form hat, die Möglichkeit gegeben, das Wasser
voll zu ergreifen, während die Entfernung zwischen den einzelnen Flügeln des
einen Systems genügend gross gewählt werden kann, so dass sie nicht im Stande sind,
sich das Wasser gegenseitig abzuschneiden. Die Schraube besteht aus einer Nabe a1, an welcher die
Flügel angegossen oder angeschraubt oder sonstwie befestigt werden können. Die
schleifenförmigen Flügel b1 und c1
bestehen je aus zusammenhängenden Theilen abc, von denen die Theile ab gegen einander versetzt und unter sich durch
den sectorförmigen dritten Theil c verbunden sind.
Diese drei Theile gehen schraubenförmig in einander über und lassen eine centrale
Oeffnung d zwischen sich. Die anderen beiden Flügel e und f bestehen je aus
einem einzigen flachen Blatt, welches spiral- oder schneckenförmig gewunden ist. Die
schleifenförmigen Flügel b1 und c1 sind
vollständig von einander unabhängig und stehen unter sich ausser durch die Nabe a1 in keiner weiteren
Verbindung. Ebenso wenig haben sie gemeinsame Theile mit den benachbarten
Blattflügeln e und f. Sie
stehen einander direct gegenüber. Auch die Blattflügel e und f stehen gesondert für sich und
wechseln mit den Schleifenflügeln b1 und c1 in der Reihenfolge ab. So klar, wie den
Constructeuren dieses Propellers, liegen nun die Gründe, aus denen die Vibration
beseitigt ist, nicht; ja es ist nicht einmal die Wahrscheinlichkeit ersichtlich,
dass der Zweck durch die blosse Formverschiedenheit der Flügel erreicht wird. Dass
die letztere den Schraubenflügeln gestattet, nicht unmittelbar den vorhergehenden in
todte Bahnen zu folgen, würde eher, als Anklang an die Vorgänge, zuzugestehen
sein.
Bei der schon wiederholt hervorgehobenen Ungewissheit über die Arbeitsweise der
Schraube im Wasser mag auch eine andere eigenthümliche Flügelbildung angezogen
werden, deren Schöpfer F. Wittram in San Francisco ist
(Fig. 82). Die Flügel sind so gestaltet, dass dem
Wasser eine grössere Angriffsfläche geboten wird, als dies bei den bekannten
Propellern von gleicher Flügellänge möglich ist, und wobei das Wasser im
Vorbeistreichen an den Flügeln gewissermaassen concentrirt wird und so einen
stärkeren Druck ausübt. Die vordere Kante der Flügel ist wellen- oder zickzackförmig
gestaltet, wie bei a in der Zeichnung angedeutet, wobei
die Wellen nach der hinteren Kante der Flügel hin allmählich an Tiefe abnehmen, so
dass die hintere Kante ganz oder annähernd gerade verläuft. Durch eine derartige
Gestaltung der Propellerflügel erhalten dieselben eine grössere Steifigkeit und
Festigkeit und die Angriffsfläche wird vergrössert, ohne dass die Länge und Breite
der Flügel wächst. Ferner wird nach Ansicht des Erfinders das bei a in die Wellungen eintretende Wasser bei seinem
Durchgange durch die sich verjüngenden Wellungen in Folge der
Querschnittsverminderung derselben gewissermaassen zusammengepresst und dadurch der
Druck erhöht. Es ist dies, wie bemerkt, nur die Ansicht des Erfinders. Ein
praktischer Versuch allein könnte hier die Ueberzeugung von der eventuellen
Bedeutung der Construction auch in weitere Kreise tragen.
Textabbildung Bd. 309, S. 182
Fig. 82.Schraube von Wittram.
Noch verschmitzter, aber nichtsdestoweniger mit offen daliegendem Misserfolge
verfährt Wladimir Ritter von Coitkovic in Budapest, der
seinem Propeller den combinirten Namen Schraubenflügelrad beigelegt hat. Fig. 83 zeigt den
Treiber in Vorder-, Fig.
84 in Seitenansicht, während Fig. 85 die an
einem Elemente auftretenden Kräfte darstellen soll. Mit Bezugnahme hierauf erläutert
der Erfinder seine Construction wie folgt: Das Schraubenrad besteht aus zwei zur
Achse a symmetrisch (einander gegenüber) angeordneten
Flügeln f und f1.
Textabbildung Bd. 309, S. 183
Schraubenflügelrad von Ritter von Coitkovic.
Diese sind aus je einem schiefwinkligen Parallelogramm derart
entstanden, dass dieses längs der längeren Diagonale c
gebrochen ist, während die stumpfen Ecken an der Achse a befestigt sind. Die beiden an der langen Diagonale befindlichen
freiliegenden Ecken können scharf oder abgerundet sein. Die Wirkung des
Schraubenrades ist eine stossfreie, indem bei der Drehung desselben in der Richtung
I (Fig. 84) die Spitzen 11 der Flügel und bei
Drehung in der Richtung II die Spitzen 22 der Flügel arbeiten bezw.
indem sich die Flügel f und f1 mit diesen genannten Spitzen 11 oder 22 in das entsprechende
Medium gewissermaassen einschrauben. Es wirken hierbei immer alle vier Flächen jedes
Flügels, und zwar in der Weise, dass vier der gleichen Richtung zugekehrte Flächen
immer mit einander in demselben Sinne arbeiten. Bei der Drehung nach Richtung I arbeiten also die Innenseiten der Flügel und
gleichzeitig auch deren Aussenseiten. Nur wirken die nach einer Richtung schauenden
vier Flächen entgegengesetzt den vier nach der anderen Richtung schauenden Flächen,
so dass die resultirende Wirkung den eigentlichen Achsendruck ergibt.
Textabbildung Bd. 309, S. 183
Fig. 85.Schraubenflügelrad von Ritter von Coitkovic.
Dabei vertheilt sich aber die Arbeit auf die beiden Theile
eines jeden Flügels ganz verschiedenartig, denn jeder Flügel besteht aus zwei
Dreiecksflächen, von welchen die eine freie scharfe Ecke immer entgegengesetzt zur
zweiten freien stumpferen Ecke arbeitet. Alle stumpfen Ecken arbeiten in einer und
die spitzen Ecken nach der anderen Richtung. Da nun die stumpfen Ecken in Folge
ihrer grösseren Flächen (bei gleichem Hebelarme) auch eine grössere Reaction
erzielen, so ergibt sich aus deren Arbeit eine Resultirende, die grösser ist als die
Resultirende der spitzen Ecken, und die Differenz beider gibt den endgültig
Resultirenden wirksamen Achsendruck, wie es auch aus dem Schema der Fig. 85 klar hervorgeht. Erfolgt die Drehung bei
letzterer in der Pfeilrichtung (links), wobei r und r1 die Neigungen der
beiden Dreiecke b1 und
b des Flügels ff1 wären, so arbeiten bei 2 die Innenseiten, bei 1
die Aussenseiten der letzteren. Es wären dann α und α1 die Reactionen der
stumpfen Ecken, ß und ß1 die der spitzen Ecken. Alle diese Kräfte zerlegen
sich in zur Ebene senkrechte Componenten 1-3, 2-4
(Drehungswiderstand) und in zur entsprechenden Ebene parallele Componenten I-III und II-IV. Letztere
setzen sich nun so zusammen, wie in Fig. 85 zu sehen
ist. Es bleiben schliesslich nach einer Seite wirkend die Kräfte I-IV und III-II, deren
Resultirende x der Achsendruck eines Flügels ist.
Aus der ganzen zur Rotation aufgewendeten Arbeit wird sich offenbar nur ein kleiner
Theil für Vorwärts bezw. den Rückwärtstrieb erübrigen, der weitaus grösste Betrag
hingegen bei Ueberwindung des Widerstandes der Flügelflächen gegen Drehung verloren
gehen, so dass schon aus diesem Grunde ein technischer Fortschritt nicht
wahrgenommen werden kann.
Textabbildung Bd. 309, S. 183
Fig. 86.Einbettung des Propellers nach Busse.
Die Sorge, das von der Schraube gefasste Wasser gegen Streuung zu schützen und die
erstere thunlichst gegen einen dicht zusammenhaltenden Wassercylinder wirken zu
lassen, hat bekanntlich unter anderem auch dahin geführt, den Propeller in Cylinder
einzubetten, so dass er in compacter Wassersäule arbeiten muss.
Eine neuere Ausführungsform dieser Anordnung hat M.
Busse in Berlin angegeben (Fig. 86). Die
Schraube liegt in einem rohrartigen Gehäuse a1, dessen offenes Ende a am Heck so tief wie möglich unter der Wasserlinie, dessen anderes Ende
b, ebenfalls offen, dagegen mit dem ganzen
Querschnitt unter dem Schiff in der Fahrrichtung mündet. Die Verbindungslinien
zwischen den beiden Mündungen sind möglichst schlanke Curven zwecks Verringerung der
Reibungswiderstände. Das Gehäuse a1 kann aus zwei, drei oder mehr Theilen
zusammengesetzt sein, und soll überall gleichen Querschnitt haben bis auf das
Heckende a; hier muss die Mündung so weit
zusammengezogen sein, dass ihr Querschnitt gleich ist dem Querschnitt b vermindert um den Querschnitt des Nabenkreises und
den Verticalquerschnitt der Flügel. Dadurch wird das Wasser während der
Schraubenarbeit die Heckmündung als geschlossener und compacter Prallstrom
verlassen.Das
ganz unter Wasser liegende Schraubengehäuse a1 ist auch bei Stillstand stets mit Wasser gefüllt,
so dass die Schraube auch bei Arbeitsanfang, ob vorwärts oder rückwärts gegangen
wird, im Wasser arbeitet. Bei der Vorwärtsfahrt des Schiffes wird das Wasser vom Bug
her bei b in das Gehäuse zwangsweise einströmen, und
zwar um so intensiver, je schneller die Schiffsbewegung ist. Rationell ist die
Anwendung von zwei Schrauben rechts und links von Mitte Schiff. Eine Klappe e und ein Schieber f
sollen die Absperrung des Rohres zwecks Reparatur der Schraube o. dgl. gestatten;
c ist ein Mannloch. Durch die Oeffnung d soll die Schraube event. Wasser aus dem Schiff lenzen
oder Druckwasser in das Schiff einführen können. Der Kanal schützt die Schraube; es
soll aber auch die Heckvibration in Wegfall kommen.
Textabbildung Bd. 309, S. 184
Fig. 87.Einbettung des Propellers nach Baumert.
Diese Construction will P. Baumert in Berlin noch in
durch Fig. 87 wiedergegebener Weise wirksamer
gestalten. Das rohrartige Gehäuse c, welches dem
Propeller das Wasser vom Bug her zuführt, soll mit seinem Ausfluss nicht mehr aus
dem Heck herausragen, sondern mit dem Heck glatt abschneiden. Das Gehäuse c trägt am Heckende auf drei Stutzen s ein Lager d, welches der
in ihm untergebrachten Schraubenwelle g eine
vibrationsfreie Führung sichert. Der Propeller e ist
mit dem ihn umgebenden Rohrstutzen f unwandelbar
verbunden, schliesst direct an das Gehäuse c an und
liegt mit der Welle g in einer Achse, so dass Propeller
e und sein Rohrmantel f gemeinschaftlich rotiren. Die Schraubenflügel werden bis zur äussersten
Peripherie ausgenutzt, so dass der schädliche Raum, welcher zwischen dem äusseren
Kreise der Flügel und dem inneren Kreise des Mantels erforderlich ist, ganz
fortfällt, also der Durchmesser des Propellers vergrössert und jede centrifugale
Wasserverschleuderung nebst damit verbundener Reibung vermieden ist. Ferner brauchen
die Flügel der Schraube weder an der Nabe noch im Allgemeinen so kräftig construirt
zu sein, wie bisher, ohne dass ein Bruch der Flügel zu befürchten ist, weil die
Widerstandsmomente, die an der Flügelperipherie am stärksten sind, von der
Befestigung am Rohrstutzen f aufgefangen werden; auch
die Wasserverdrängung durch die Flügel wird bedeutend geringer; hierzu kommt noch,
dass der Wasserstrom innerhalb des Mantels f ohne jede
Drehung bleibt und auf die ganze Länge des Mantels f in
gerader Linie nur mit gleitender Reibung hinausgedrückt wird. Ausserdem kann für
Schiffe mit normalen Geschwindigkeiten die Zwei-, Drei- und Viertheiligkeit des
Wasserstromes entsprechend der Anzahl der Schraubenflügel vermieden werden, indem
man der Schraube einen ungetheilten Gewindegang gibt.
Es sind in den beiden letzteren Constructionen offenbar schon starke Anklänge an
die Reactionspropeller vorhanden, bei denen die Schraube nur als Wasser bewegendes
Organ auftritt. Eine gleiche Combination, jedoch mit wesentlich anderen Mitteln,
findet sich in den folgenden Ausführungen.
(Fortsetzung folgt.)