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Patent Searching and Data


Title:
PROPELLER FOR DRIVING OF WATERCRAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/233407
Kind Code:
A1
Abstract:
What are described are a propeller for driving of watercraft, having propeller blades (2, 6, 9, 15) and a metallic hub (1, 7, 8, 14, 31) for bonding to a ship's shaft, and a method for production thereof. The propeller blades are manufactured from polyamide 12 C or a composite material composed of polyamide 12 C with a long and/or short fibre core. The propeller blades or components of the propeller blades are mounted on the hub, or the propeller as a whole consists of polyamide 12 C or a composite material composed of polyamide 12 C with a long and/or short fibre core and the hub encapsulated with PA 12 C. This can achieve an improvement in thrust performance and reduction in acoustic signature compared to metallic propellers.

Inventors:
KÄTOW LUTZ (DE)
DOOSE JENS (DE)
RÖSCHMANN SVEN (DE)
HOPP THOMAS (DE)
SCHULZE REINHARD (DE)
PETZINGER GEORG (DE)
EGO FRANZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/061844
Publication Date:
November 10, 2022
Filing Date:
May 05, 2021
Export Citation:
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Assignee:
ALBERT HANDTMANN ELTEKA GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B63H1/26; B64C11/20
Domestic Patent References:
WO2020138006A12020-07-02
Foreign References:
JPS6237293A1987-02-18
US20070104581A12007-05-10
US20050226724A12005-10-13
CN105317858A2016-02-10
KR20150100021A2015-09-02
Attorney, Agent or Firm:
GRÜNECKER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Propeller zum Antrieb von Wasserfahrzeugen, mit Propellerflügeln (2, 6, 9, 15) und einer metallischen Nabe (1, 7, 8, 14, 31) zur Verbindung mit einer Schiffswelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügel aus Polyamid 12 C oder einem Verbundwerkstoff aus Polyamid 12 C mit Lang- und/oder Kurzfasereinlage gefertigt sind und die Propellerflügel oder Komponenten der Propellerflügel an der Nabe montiert sind, oder dass der Propeller insgesamt aus Polyamid 12 C oder einem Verbundwerkstoff aus Polyamid 12 C mit Lang- und/oder Kurzfasereinlage und der mit PA 12 C umgossenen Nabe besteht.

2. Propeller nach Anspruch 1 , wobei die einzelnen Propellerflügel oder daraus gebildete Flü gelpaare mittels in die Propeller eingelassener metallischer Zuganker (3) und deren Verspannung im Kragen der Nabe und einem auf die Nabe montierten Böttcherring (16) befestigt sind.

3. Propeller nach Anspruch 2, wobei im Böttcherring Öffnungen für die metallischen Zuganker (3) ausgebildet sind und die Zuganker mittels Muttern (5) gegen den Böttcherring (4, 16, 32) verspannt sind.

4. Propeller nach Anspruch 3, wobei die Propellerflügel Bohrungen für die Zuganker (3) um fassen und über die Länge der Bohrungen jeweils eine oder mehrere Taschen zur Verringerung von Materialspannungen ausgebildet sind.

5. Propeller nach Anspruch 3 oder 4, ferner mit einer am Ende der Nabe angebrachten Ab deckhaube zum Verdecken der Muttern / Schraubverbindungen und insbesondere zur Strö mungsoptimierung im Nachlauf der Schiffswelle und/oder Nabe.

6. Propeller nach Anspruch 1 , ferner mit konstruktiven Elementen zur Übertragung von Kräf ten und Drehmomenten von der Nabe in die Propellerflügel, wobei die konstruktiven Elemente, insbesondere in Form von Stäben (10), Profilen (11), Metallkonstruktionen (12) oder Einlegern (13), durch Kraft-, Form- und/oder Materialschluss an der Nabe (8) befestigt und von Polyamid 12 C komplett umgossen sind.

7. Propeller nach Anspruch 6, wobei die Nabe (7, 8) eine für das Umgießen mit PA 12 C durch Ätzen, Sandstrahlen, Rändeln und/oder Aufbringen von Schlichten vorbereitete Oberfläche auf weist. 8. Propeller nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei ein oder mehrere Propel lerflügel eine Oberflächenstruktur ähnlich einer Haifischhaut aufweist.

9. Verfahren zur Herstellung eines Propellers zum Antrieb von Wasserfahrzeugen, mit Pro pellerflügeln (2, 6, 9, 15) und einer metallischen Nabe (1 , 7, 8, 14, 31) zur Verbindung mit einer Schiffswelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügel aus Polyamid 12 C oder einem Verbundwerkstoff aus Polyamid 12 C mit Lang- und/oder Kurzfasereinlage gefertigt werden und die Propellerflügel oder Komponenten der Propellerflügel an der Nabe montiert werden, oder dass der Propeller aus Polyamid 12 C odereinem Verbundwerkstoff aus Polyamid 12 C mit Lang- und/oder Kurzfasereinlage durch Ausformung aller Propellerflügel in einem Gießvorgang bei gleichzeitiger Umschließung der metallischen Nabe des Propellers gefertigt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei in die Propellerflügel (2) metallische Zuganker (3) zur Kraft- und Drehmomentübertragung durch Erwärmen des Polyamid 12 C und Einpressen des Zugankers mit Raumtemperatur und/oder durch Abkühlen des Zugankers und Einpressen mit Raumtemperatur eingelassen werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 unter Ausformung aller Propellerflügel in einem Gießvorgang bei gleichzeitiger Umschließung der hierfür vorbereiteten Nabe (7, 8), wobei konstruktive Ele mente zur Krafteinleitung von der Nabe in die einzelnen Propellerflügel an der Nabe befestigt und von PA 12 C beim Gießvorgang komplett umschlossen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die Nabe (7, 8) für das Umgießen an der Oberfläche zum Polyamid 12 C hin durch Ätzen, Sandstrahlen, Rändeln und/oder Aufbringen von Schlichten vorbereitet wird.

13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der durch Gießen ausge formte und ausgehärtete Propeller zur Erzeugung seiner Endkontur zerspanend bearbeitet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei zur Gestaltung der Oberfläche (20) eines oder aller Propeller oder Teile der Oberfläche durch die Formgebung der Gießform und/o der oder die Einbindung von kornförmigen Materialien in die Oberfläche im Rahmen des Gieß prozesses eine Oberflächenstruktur ähnlich der einer Haifischhaut gegossen wird.

Description:
Propeller zum Antrieb von Wasserfahrzeugen

Die Erfindung betrifft einen Propeller zum Antrieb von Wasserfahrzeugen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Propellers gemäß Oberbegriff des Anspruchs 9.

Propeller für Wasserfahrzeuge mit nennenswerter Größe und Antriebsleistung sind gemäß Stand der Technik aus metallischen Werkstoffen wie etwa Propellerbronze, Messing, Stahl oder Edel stahl gefertigt. Bei diesen Propellern sind sowohl die einzelnen Flügel als auch die Nabe zum Aufbringen auf eine Schiffswelle und zur Drehmomentübertragung aus Metall. Je nach Größe sind die Propeller dabei aus einem Guss gefertigt, oder die einzelnen Blätter werden kraft-, ma terial- oder formschlüssig miteinander verbunden. Bekanntermaßen werden Propeller für größere Wasserfahrzeuge vor allem aus metallischen Werkstoffen gefertigt.

Nachteilig ist jedoch, dass durch die Rotation eines metallischen Propellers nennenswert elektri sche, magnetische und akustische Signaturen in Wasser erzeugt werden. Diese Signaturen sind sowohl in der zivilen als auch in der militärischen Schifffahrt unerwünscht. Im Bereich der Han delsschifffahrt werden die Schallemissionen der Propeller besonders unter ökologischen Aspek ten kritisch bewertet, da sie Einfluss auf die Lebewesen im Wasser haben und man davon aus geht, dass etwa die Kommunikation und Orientierung von Walen oder Delfinen durch diese Ge räusche erheblich gestört wird. Im Bereich der militärischen Schifffahrt sind diese elektrischen, magnetischen und akustischen Emissionen verantwortlich für die Ortung der Schiffe. Hier ist es ebenfalls das Ziel, die Signaturen so gering wie möglich zu halten, um das Auffinden etwa eines Unterseebootes zu erschweren.

Bekannt sind zudem größere Propeller mit kohlefaserverstärkten Flügeln aus Kunststoff. Diese Propeller sind aber aufgrund der Eigenschaften der Matrix und der verwendeten Langfasern sehr anfällig gegen Delaminierung und finden deswegen keine nennenswerte Anwendung. Lediglich für kleinere Wasserfahrzeuge mit geringer Antriebsleistung werden Propeller aus unterschiedli chen Kunststoffen verwendet. Diese Propeller werden in der Regel komplett aus Kunststoff ge fertigt, oder eine metallische Nabe wird in einem Kunststoff eingegossen.

Es ist zudem bekannt, dass bei Propellern gemäß Stand der Technik zur Vermeidung von Kavi tationserosion der verwendeten Materialien nicht jede gewünschte Geometrie der Flügel gefertigt werden kann. Denn durch die Erosion der metallischen Werkstoffe als Folge der Kavitation ist die Lebensdauer der Flügel bei bestimmten Geometrien zu gering. Dies behindert eine Optimierung der Propeller-Geometrien trotz des Versuchs, durch Form- und Oberflächengestaltung der Flügel die Einflüsse durch Kavitation zu minimieren und die maximale Leistung aus einer gegebenen Anordnung von Schiffsmaschine, Rumpf und Propeller zu erhalten.

Bei Beschädigungen eines einzelnen oder mehrerer Propellerflügel muss bei Propellern nach Stand der T echnik der gesamte Propeller während einer Liegezeit im T rockendock ausgetauscht werden. Die Propeller und Propellerflügel sind aufgrund ihres hohen spezifischen Gewichts nur sehr schwer mit entsprechenden Hebezeugen zu montieren. Die Reparatur ist zeitaufwändig, mit hohen direkten und indirekten Kosten verbunden. Nachteilig ist zudem, dass das Wasserfahrzeug während dieser Zeit nicht genutzt werden kann. Schnellreparaturen in Wasser sind praktisch aus geschlossen.

Propeller nach Stand der Technik sind üblicherweise anfällig für den Befall durch Seepocken, Muscheln und andere Lebewesen, die innerhalb kurzer die Leistung des Antriebs kontinuierlich und signifikant verringern und so den Kraftstoffverbrauch erhöhen. Um diesen Bewuchs zu ver langsamen, werden herkömmliche Propeller mit einem speziellen Antifouling-Anstrich versehen. Die in solchen Anstrichen enthaltenen Biozide sind jedoch in der Regel giftig und somit aus öko logischen Gründen unerwünscht. Die Beschichtung selbst verursacht Kosten durch Liegezeiten im Trockendock, das verwendete Material und den entsprechenden Arbeitsaufwand. Auch an dere Methoden der Beschichtung, etwa durch ungiftige und abwaschbare Lacke oder Unterwas serreinigung sind aufgrund der Wirtschaftlichkeit nicht weit verbreitet.

Schließlich kann auch Elektrokorrosion einen unerwünschten Einfluss auf die Lebensdauer des Propellers haben.

Aufgabe der Erfindung ist es, die elektrischen, magnetischen und akustischen Signaturen von Wasserfahrzeugen jeglicher Art nennenswert zu verringern, und/oder die Schubleistung des Pro pellers zu verbessern und auch so eine zusätzliche Verringerung der Signatur zu erreichen, und/oder einen Propellerwechsel bzw. den Austausch einzelner Propellerflügel unter Wasser zu ermöglichen, und/odereinen Befall durch Seepocken oder Muscheln zu verlangsamen und dem zufolge den Einsatz von Bioziden zu verringern, und/oder Elektrokorrosion zu vermeiden.

Die Aufgabe wird mit einem Propeller nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. Der erfindungsgemäße Propeller besteht im Wesentlichen aus gegossenem Polyamid 12-Kunst- stoff oder einem Verbundwerkstoff aus gegossenem Polyamid 12-Kunststoff mit geeigneter Lang- und/oder Kurzfasereinlage.

Unter Langfasern sind bekanntermaßen solche mit einer durchschnittlichen Faserlänge von über 50 mm zu verstehe. Kurzfasern haben demgegenüber eine durchschnittliche Länge von 0,1 mm bis höchstens 50 mm, insbesondere von 1 mm bis 15 mm.

Der Propeller umfasst einen oder mehrere Flügel mit vorzugsweise strukturierter Oberfläche.

Die Flügel sind beispielsweise in der nachfolgend beschriebener Weise an einer metallischen Nabe zur Montage auf einer Schiffswelle und zur Krafteinleitung angebracht, oder alle Flügel sind in einem Block gegossen, wobei die Nabe dann mit eingegossen ist. Alle Flügel und die Nabe werden hierfür vorzugsweise gleichzeitig eingegossen.

Die aufgabengemäße Lösung beruht auf der Materialwahl von sogenanntem PA 12 C (Cast) be ziehungsweise eines Faserverbundwerkstoffs bestehend aus geeigneten Langfasern und/oder Kurzfasern und einer PA-12-C-Matrix als Werkstoff für die Propellerflügel.

Die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften dieses Polyamids erlauben aufgrund der niedrigen Feuchtigkeitsaufnahme den dauerhaften Einsatz des Propellers im Was ser, die optimale Auslegung des Propellers aufgrund der verminderten Kavitationserosion durch die Zähigkeit des eingesetzten Materials, einen leichteren Propellerblattwechsel durch das relativ geringe spezifische Gewicht und die Gestaltung der Oberfläche zur Verlangsamung des Befalls durch Seepocken. Die Propellerflügel können beispielsweise durch die beschriebenen Techniken auf einer metallischen Nabe befestigt werden, welche wiederum auf eine Schiffswelle aufgescho ben und daran befestigt wird.

Durch den Einsatz des neuen Propellerwerkstoffes können die elektrischen, magnetischen und akustischen Signaturen von Wasserfahrzeugen jeglicher Art nennenswert verringert und der Wir kungsgrad des Propellers durch die Ausbildung optimierter Geometrien aufgrund der besonderen Struktur des gewählten Werkstoffes verbessert werden, um auch so eine zusätzliche Verringe rung der Signatur zu erreichen. Ferner wird ein Propellerwechsel bzw. ein Austausch einzelner Propellerflügel unter Wasser ermöglicht. Der Befall durch Seepocken oder Muscheln kann ver langsamt und demzufolge den Einsatz von Bioziden verringert werden. Dies wird zum einen durch die Eigenschaften des Propellerwerkstoffes Polyamid 12 C an sich erzielt, zum anderen ermög licht die Struktur dieses Werkstoffes die Ausbildung optimierter Propeller-Geometrien.

Zudem weisen Propellerblätter / Propellerflügel aus Polyamid 12 C, insbesondere Lauramid ® , eine deutlich erhöhte Elastizität gegenüber solchen aus metallischen Werkstoffen auf, wodurch das Wegfedern von Belastungsspitzen im Nachstromfeld des Schiffes übereine vollständige Pro pellerumdrehung (360°) ermöglicht wird.

Die Erfindung beruht somit auf der Nutzung von Polyamid 12 C Kunststoff oder einem Verbund werkstoff aus gegossenem Polyamid 12-Kunststoff mit geeigneter Lang- uns/oder Kurzfaserein lage für die Fertigung der einzelnen Propellerflügel bzw. eines kompletten Propellers.

Polyamid 12 C (auch PA 12 G) ist ein Polymerwerkstoff, der unmittelbar vor der Verarbeitung aus einer geeigneten Mischung von Monomeren und Zusatzstoffen aufgeschmolzen und als niedrig viskose Schmelze in Formen gegossen wird. Bei der Herstellung der faserverstärkten Bauteile werden die Lang- oder Kurzfasem vor dem Befüllen mit dem Kunststoff in die Form eingebracht und dann durch die Schmelze umschlossen. Das Befüllen der Form erfolgt ebenso wie die nach folgende Polymerisierung und Aushärtung drucklos und weist deswegen im Vergleich zu extru dierten, gespritzten oder tiefgezogenen Werkstücken besondere Eigenschaften auf. Ermöglicht wird dadurch: eine signifikant verbesserte elektrische und magnetische Signatur durch den Ein satz von PA 12 C und die Vermeidung von umlaufenden metallischen Bauteilen (Propellerflügel); eine signifikant verbesserte akustische Signatur durch die konstruktive Auslegung der Propeller blätter unter Nutzung der erhöhten Beständigkeit der Propellerflügel gegen Kavitationserosion und die ausgezeichnete innere Dämpfung der gegossenen Matrix; und ein signifikant höherer Wirkungsgrad des Propellers durch eine optimierte technische Auslegung wegen der minimierten Kavitationserosion.

Der Werkstoff PA 12 C unterscheidet sich bezüglich der mechanischen, physikalischen und che mischen Eigenschaften von anderen Kunststoffen und eignet sich daher besonders für die Aus legung und den Bau von Propellern für Wasserfahrzeuge. Der Werkstoff hat eine minimale Feuch tigkeitsaufnahme von nur 1 ,4 Gewichtsprozent bei Wasserlagerung und ist deswegen für den Einsatz im Wasser prädestiniert. PA 12 C hat die beste Kerbschlagzähigkeit - vor allem auch bei niedrigen Temperaturen - aller Polyamide und ermöglicht so besondere Vorteile bezüglich der Erosionskavitation und der Beständigkeit der Matrix (der Verbundvariante) gegen äußere Schläge. Das geringe spezifische Gewicht der Teile und damit die Auftriebsneutralität ist eine Voraussetzung für den Austausch der Propellerflügel unter Wasser. Die innere Dämpfung von Werkstücken aus PA 12 C oder Verbundwerkstoffen mit einer Matrix aus PA 12 C verringert die akustische Signatur des Bauteils. Das breite Temperaturspektrum, über das der Werkstoff tech nisch sinnvoll eingesetzt werden kann, die Chemikalienresistenz, die Kriechfestigkeit und/oder die elektrischen Eigenschaften begründen darüber hinaus die besondere Eignung von PA 12 C als Propellerwerkstoff für Wasserfahrzeuge im Vergleich zu anderen Werkstoffen.

Bei einem Verbundwerkstoff aus PA 12 C sowie Langfasern und/oder Kurzfasern erreicht man durch die niedrige Viskosität der Schmelze Faservolumengehalte von mehr als 65% und so ein sehr gutes Steifheits-Gewichts-Verhältnis des jeweiligen Bauteils mit geeigneten mechanischen Eigenschaften. Durch die kurze Aushärtezeit von wenigen Minuten hat dieser Werkstoff auch deutliche Kostenvorteile gegenüber herkömmlichen Faserverbundwerkstoffen. Die aus PA 12 C gefertigten Propeller für Wasserfahrzeuge sind aufgrund dieser Werkstoffvorteile den Propellern nach dem Stand der Technik überlegen.

Ein weiterer Bestandteil der Erfindung kann in der speziellen Anbindung der Propellerflügel an eine Nabe aus metallischem Werkstoff liegen. Die Kraft- und Drehmomentübertragung von der Schiffswelle auf den Propeller erfolgt typischerweise durch eine form- oder kraftschlüssige Ver bindung zweier metallischer Werkstoffe wie beispielsweise Ölpressverbände, Passfedern oder Passstifte oder durch Spannsätze. Dieses Prinzip wird bei der vorliegenden Erfindung grundsätz lich beibehalten, da bestimmte Werkstoffeigenschaften von PA 12 C, wie etwa der geringe E- Modul oder das Kriechverhalten bei hohen lokalen Flächenpressungen, einer direkten Anbindung des Propellers an die jeweilige Schiffswelle entgegenstehen. Die Erfindung kann sich somit auch aus der Art der Anbindung der Propellerblätter an die Nabe je nach gewünschter Kraft- und Dreh momentübertragung sowie der Größe des Propellers ergeben.

Ein weiterer Bestandteil der Erfindung kann die Gestaltung der Oberfläche der Propellerflügel sein, um den Einsatz von Antifouling-Beschichtungen zu vermeiden. Dabei wird die Oberfläche vorzugsweise durch die geeignete Gestaltung der Gießform und durch das Einbinden von beson deren komförmigen Materialien in den oberflächennahen Kunststoff wie eine Haifischhaut model liert. Der Bewuchs durch Seepocken und Muscheln wird so verzögert und eine mechanische Rei nigung der Oberfläche auch ohne das Wasserfahrzeug aus dem Wasser zu heben vereinfacht.

Eine Umsetzung der Erfindung ist beispielsweise mit den nachfolgend beschriebenen Ausfüh rungsformen in technisch und kommerziell sinnvoller Weise möglich.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind zeichnerisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch den Propeller in einer ersten bevorzugten Ausführungsform basie rend auf einer Montage der Propellerblätter / Propellerflügel auf einer metallischen Nabe;

Fig. 2 den Propeller in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform mit eingegossener metal lischer Nabe in einer Ansicht von vorne mit der Kontur der Propellerflügel;

Fig. 3 eine Ansicht in Anlehnung an die Fig. 2 mit dem Propeller in einer Variante der zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 einen Schnitt durch den Propeller gemäß einer Variante der ersten Ausführungsform;

Fig. 5 den Propeller in einer dritten bevorzugten Ausführungsform in einer Ansicht von vorne mit der Kontur der Propellerflügel und schematisch angedeuteter Oberflächenbeschaffenheit;

Fig. 6 eine Schrägansicht des montierten des Propellers gemäß der ersten Ausführungsform.

Die Fig. 1 lässt einen Propeller mit einer metallischen Nabe 1 erkennen. Auf dieser ist ein Pro pellerblatt / Propellerflügel 2 des Propellers mittels eines (sogenannten) Böttcherrings 4 und im Propellerblatt 2 eingebrachter Zuganker 3 durch Muttern 5 montiert.

Die Fig. 2 lässt die Kontur eines Propellers erkennen, wobei alle Propellerflügel 6 in einem Gieß vorgang gefertigt werden und bei diesem Gießvorgang die zugehörige metallische Nabe 7 um gossen wird, wodurch ein einteiliger Propeller erzeugt wird.

Die Fig. 3 lässt ebenso die Kontur eines Propellers erkennen, wobei alle Propellerflügel 9 in einem Gießvorgang gefertigt werden und bei diesem Gießvorgang die hierfür beispielsweise durch Ät zen, Sandstrahlen, Rändeln, Reinigen und/oder Aufbringen von Schlichten vorbereitete metalli sche Nabe 8 umgossen wird, wodurch ein einteiliger Propeller erzeugt wird.

Zur besseren Krafteinleitung von der metallischen Nabe 8 in die einzelnen Propellerflügel 9 kön nen konstruktive Elemente vorhanden sein, die beispielhaft in unterschiedlicher Form als Stäbe 10, Profile 11, metallische Konstruktionen 12, wie beispielsweise Stabwerke, und/oder Kerne 13 dargestellt sind. Ebenso beispielhaft und schematisch angedeutet ist die Anbringung dieser kon struktiven Elemente durch Materialschluss (beispielhaft an den Stäben 10 und der metallischen Konstruktion 12) und/oder Formschluss (beispielhaft an den Profilen 11). Die Fig. 4 zeigt im Schnitt einen Propeller, in dessen Propellerflügel 15 jeweils wenigstens ein Einleger 19 mit je zwei Gewindestangen 18 eingegossen ist. Der jeweilige Propellerflügel 15 wird durch die Gewindestangen 18 mittels Schrauben 17 zwischen dem Kragen der metallischen Nabe 14 und dem auf die Nabe 14 aufgeschraubten (sogenannten) Böttcherring 16 montiert.

In der Fig. 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Propellers dargestellt, bei dem die Ober fläche 20 eines oder mehrerer Propellerflügel so gestaltet ist, dass sie strömungstechnisch einer Haifischhaut ähnelt. Darunter ist hier generell zu verstehen, das die Oberfläche sogenannte Riblets aufweist, die gegenüber einer glatten Oberfläche den Reibungswiderstand bei turbulenter Überströmung der Oberfläche reduzieren. Es handelt sich bei einer solchen Oberflächengeomet rie bekanntermaßen um eine Vielzahl scharfkantiger Rippen, deren Längsachsen im Wesentli chen in der dort jeweils vorgesehenen Strömungsrichtung liegen.

In der Fig. 6 ist eine Ausführungsform des Propellers zu erkennen mit den Propellerblättern / Propellerflügeln 30, die aus PA 12 C (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung Lauramid ® ) gefertigt sind, mit der metallischen Nabe 31, mit dem (sogenannten) Böttcherring 32, mit Befes tigungsschrauben 34 für den Böttcherring 32 und mit den Zugankern und zugehörigen Muttern 33 zur Befestigung der Propellerblätter / Propellerflügel 30.

Nachfolgend wird auf die oben genannten und in den Fig. 1 bis 6 verwendeten Bezugszeichen bezuggenommen.

Für die Konstruktion und Herstellung eines Propellers aus PA 12 C oder aus mit Lang- und/oder Kurzfaser verstärktem PA 12 C sind beispielsweise folgende Ausführungsformen möglich:

1.1 Eine Ausführungsform mit einem oder mehreren Propellerflügeln 2, die einzeln oder zu mehreren in einer geeigneten, entsprechend temperierten Gießform, welche der Außenkontur des einzelnen Flügels beziehungsweise mehrerer Flügel annähernd entspricht, drucklos mit einer niedrigviskosen PA-12-Schmelze gegossen und dann durch geeignete Temperaturführung poly merisiert und ausgehärtet werden.

1.2 Eine Ausführungsform mit einer metallischen Nabe 1 , die mittels einer form- oder kraft schlüssigen Verbindung wie etwa mit einem Ölpressverband, Passfedern, Passstiften und/oder Spannsätzen auf die Schiffswelle aufgeschoben und zur Übertragung der Kräfte und Drehmo mente an dieser befestigt werden kann. 1.3 Eine Ausführungsform mit einer Verbindung der Kunststoffflügel mit der auf die Schiffswelle aufgeschobenen und verbundenen metallischen Nabe dergestalt, dass jeweils in einzelnen Pro pellerflügeln 2 ein oder mehrere metallische Zuganker 3 eingelassen sind, die der Kraft- und Drehmomentübertragung dienen. Diese Zuganker werden auf der einen Seite im Kragen der me tallischen Nabe 1 durch entsprechende Muttern 5 befestigt. Nach derartiger Vormontage aller Einzelflügel an der metallischen Nabe 1 wird auf das dem Kragen gegenüberliegende Ende der Nabe 1 ein sogenannter Böttcherring 4 mittels geeigneter Schrauben montiert. Für die metalli schen Zuganker 3 sind in diesem Ring geeignete Öffnungen angebracht. Mittels Muttern 5 wer den die Zuganker 3 gegen den Böttcherring 4 mit dem passenden Drehmoment verspannt. Eine geeignete Abdeckhaube am Ende der Nabe 1 verdeckt die Schraubverbindungen vorzugsweise und sorgt dann durch ihre Gestaltung gleichzeitig für eine optimale Strömung im Nachlauf der Welle.

1.4 Eine Ausführungsform mit einer konstruktive Auslegung der einzelnen Propellerflügel am Propellerfuß dergestalt, dass die temperaturabhängige Variation der Propellerdicke durch die Wahl der Propellerdicke bei Raumtemperatur durch den Nabenkragen, die Zuganker und den Böttcherring so erfolgt, dass die Spannungen bei hohen Temperaturen so gering sind, dass das Kriechverhalten des PA 12 C nicht zu stark angeregt wird und andererseits bei niedrigen Tempe raturen die Vorspannung noch so hoch ist, dass die Propellerflügel fest eingespannt sind.

1.5 Eine Ausführungsform mit einer Ausgestaltung der Bohrungen für die Zuganker 3 derge stalt, dass über die Länge der gesamten Bohrung eine oder mehrere Taschen eingebracht wer den, um so Spannungsspitzen im Material zu verringern und das Kriechverhalten zu verbessern.

1.6 Eine Ausführungsform mit einer Anbindung der Zuganker 3 an den Propellerflügel 2 entwe der durch; Erwärmen des Kunststoffes und Einpressen des Zugankers mit Raumtemperatur; das Abkühlen des Zugankers und das Einpressen in den Kunststoffflügel mit Raumtemperatur; oder eine Kombination beider Montagemethoden. Prinzipiell denkbar sind aber auch andere Fügever fahren.

Für die Konstruktion und Herstellung eines Propellers aus PA 12 C oder aus mit Lang- oder Kurzfaser verstärktem PA 12 C sind beispielsweise folgende Ausführungsformen möglich:

2.1 Eine Ausführungsform mit einer metallischen Nabe 7, die mittels einer form- oder kraft schlüssigen Verbindung wie etwa mit einem Ölpressverband, Passfedern, Passstifte und/oder Spannsätzen auf die Schiffswelle aufgeschoben und zur Übertragung der Kräfte und Drehmo mente an dieser befestigt werden kann.

2.2 Eine Ausführungsform mit einer metallischen Nabe 7, die (wie beispielsweise in Fig. 2 dar gestellt) für das Umgießen mit PA 12 C an der Oberfläche der Nabe zum Kunststoff durch Ätzen, Sandstrahlen, Rändeln, Reinigen mit speziellen Reinigungsmitteln, Aufbringen von Schlichten vorbereitet wird.

2.3 Eine Ausführungsform mit einer metallischen Nabe 8, die (wie beispielsweise in Fig. 3 dar gestellt) für die Übertragung von Kräften und Drehmomenten von der Nabe 8 in die Propellerflügel 9 konstruktive Elemente wie etwa Stäbe 10, Profile 11 , metallische Konstruktionen 12 oder Ein leger 13 besitzt, die durch Kraft-, Form- und/oder Materialschluss an der Nabe befestigt sind und vom Kunststoff beim Gießvorgang komplett umschlossen werden.

2.4 Eine Ausführungsform mit einer metallische Nabe 7, 8 gemäß der Ausführungsformen 2.2 und/oder 2.3, die in einer geeigneten entsprechend temperierter Gießform welche der Außenkon tur des zu fertigenden einteiligen Propellers entspricht drucklos mit einer niedrigviskosen PA 12 Schmelze komplett umgossen wird und dann durch geeignete Temperaturführung polymerisiert und aushärtet.

2.5 Eine Ausführungsform mit einem nach Ausführungsform 2.4 hergestellten Propeller, der nach Aushärtung und Ausformung zerspanend bearbeitet wird, um die genaue Endkontur zu er reichen. Zwischen den einzelnen Zerspanungsfolgen können eine oder mehrere Wärmebehand lungen zum Abbau etwaiger Spannungen im Material erfolgen.

Für die Konstruktion und Herstellung eines Propellers aus PA 12 C oder aus mit Lang- oder Kurzfaser verstärktem PA 12 C sind beispielsweise folgende Ausführungsformen möglich:

3.1 Eine Ausführungsform mit einem oder mehreren Propellerflügeln 15, die einzeln oder zu mehreren in einer temperierten Gießform, welche der Außenkontur des einzelnen Flügels bezie hungsweise mehrerer Flügel annähernd entspricht, drucklos mit einer niedrigviskosen PA-12- Schmelze gegossen und dann durch geeignete Temperaturführung polymerisiert und ausgehär tet werden.

3.2 Eine Ausführungsform mit einem in jeden Propellerflügel eingegossenen Einleger 19, an dem vor dem Eingießen Gewindestangen 18 angebracht wurden. 3.3 Eine Ausführungsform mit einer metallischen Nabe 14, die mittels einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung wie etwa mit einem Ölpressverband, Passfedern, Passstiften und/o der Spannsätzen auf die Schiffswelle aufgeschoben und zur Übertragung der Kräfte und Dreh momente an dieser befestigt werden kann.

3.4 Eine Ausführungsform mit einer Verbindung der Kunststoffflügel 15 mit der auf die Schiffs welle aufgeschobenen und verbundenen metallischen Nabe 14 dergestalt, dass jeweils in den einzelnen Propellerflügeln 15 eingegossene Einleger 19 und Gewindestangen 18 durch Öffnun gen der Nabe 14 geschoben und dann mit Schrauben 17 an der Nabe befestigt werden. Nach derartiger Vormontage aller Einzelflügel an der metallischen Nabe wird auf das dem Kragen ge genüberliegende Ende der Nabe 14 ein (sogenannter) Böttcherring 16 mittels geeigneter Schrau ben montiert. Für die Gewindestangen 18 sind im Böttcherring 16 Öffnungen ausgebildet. Mittels geeigneter Muttern 17 werden die Zuganker dann gegen den Böttcherring 16 mit dem passenden Drehmoment verspannt. Eine geeignete Abdeckhaube am Ende der Nabe 14 verdeckt die Schraubverbindungen und sorgt durch ihre Gestaltung gleichzeitig für eine optimale Strömung im Nachlauf der Welle.

3.5 Eine Ausführungsform mit einer konstruktiven Auslegung der einzelnen Propellerflügel am Propellerfuß dergestalt, dass die temperaturabhängige Variation der Propellerdicke durch die Wahl der Propellerdicke bei Raumtemperatur durch den Nabenkragen, die Zuganker und den Böttcherring so erfolgt, dass die Spannungen bei hohen Temperaturen so gering sind, dass das Kriechverhalten des PA 12 C nicht zu stark angeregt wird und andererseits bei niedrigen Tempe raturen die Vorspannung noch so hoch ist, dass die Propellerflügel fest eingespannt sind.

Für die Konstruktion und Herstellung eines Propellers aus PA 12 C oder aus mit Lang- oder Kurzfaser verstärktem PA 12 C sind beispielsweise folgende Ausführungsformen möglich:

4.1 Eine Ausführungsform mit einem oder mehreren Propellerflügeln, die einzeln oder zu meh reren in einer geeigneten, entsprechend temperierten Gießform, welche der Außenkontur des einzelnen Flügels beziehungsweise mehrerer Flügel annähernd entspricht, drucklos mit einer niedrigviskosen PA-12-Schmelze gegossen und dann durch geeignete Temperaturführung poly merisiert und ausgehärtet werden.

4.2 Eine Ausführungsform mit einer Gestaltung der Oberfläche 20 eines oder aller Propeller blätter / Propellerflügel gemäß Ausführungsform 4.1 dergestalt, dass durch die Formgebung der Gießform und/oder die Einbindung von geeigneten kornförmigen Materialien in die Oberfläche im Rahmen des Gießprozesses eine Oberflächenstruktur ähnlich einer Haifischhaut gegossen wer den kann. Die Oberflächenstruktur weist dann sogenannte Riblets auf, die gegenüber einer glat ten Oberfläche den Reibungswiderstand bei turbulenter Überströmung der Oberflächenstruktur reduzieren und so den Bewuchs mit Seepocken und anderen Lebewesen verlangsamt und me chanische Reinigung vereinfacht. Diese begünstigt den langfristigen Erhalt der spezifizierten Pro pellerleistung.