Titel: Schiffstreiber.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1898, Band 309 (S. 181–184)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj309/ar309048

Seewesen.
Schiffstreiber.

(Fortsetzung des Berichtes S. 161 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Eine verschiedenartige Wirkung steht auch von der Schraube von A. Viert in Chicago zu erwarten (Fig. 76).4) 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

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
Textabbildung Bd. 309, S. 181

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 entgegengesetzt |182| drehenden 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

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.

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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

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

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

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. |184| 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

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.)

|181|

U. S. P. Nr. 552938.

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