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Verfahren zum Steuern von Schubverbänden
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werden können, und dass zweitens solche Verbände auch enge Stromkrümmungen unter möglichst voller
Ausnutzung der verfügbaren Fahrwasserbreite, also ohne grössere Schrägstellung in der Talfahrt, passieren können. Beide Wirkungen werden grundsätzlich durch das Verfahren gemäss der Erfindung erzielt.
Es besteht darin, dass auch Glieder aus mehreren nebeneinander angeordneten Schubleichtern ge- lenkig miteinander verbunden werden, und dass ferner die Steuerkräfte durch Heckruder am Schubschiff und durch quer zur Schiffslängsachse gerichtete Propellerstrahlen am Bug des oder der vordersten Schub- leichter erzeugt werden, welche den Verband an den Gelenkstellen zu einer der zu durchfahrenden Fluss- krümmung entsprechenden Gestalt ohne Schrägstellung der Glieder gegen die Bahntangenten abknicken.
Dann wird die erreichte, abgekrümmte Gestalt des Verbandes fixiert, bis die enge Flusskrümmung mit weiterer Hilfe der Heckruder und der Bugpropeller durchfahren ist, worauf durch Aufheben der Sper- rung der Gelenke und entgegengesetzte Steuerkräfte der Verband seine gerade Gestalt wieder einnimmt.
Auf diese Weise können beliebig langeGelenkverbände auch stark strömende, enge Flusskrümmungen ohne grössere Schrägstellung durchfahren. Notwendig ist dazu nur, dass sich die erzeugten Querkraftkom- ponenten an Bug und Heck zu einer resultierenden Querkraft Q in Fig. 4 zusammensetzen, die entge- gengesetzt gleich gross ist wie die Zusatz-Fliehkraft Fz des Gesamtverbandes, und die ausserdem auf dem gleichen Radius der Krümmungskurve liegt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Gelenkverband tal- fahrend die Krümmungen nur so schnell durchfährt, dass die an seinem Bug ausgeübte Querstrahlkraft -Qp in Fig. 2 gerade genügt, um zusammen mit der Heckruderquerkraft der Fliehkraft-)-F voll entgegenzuwirken.
Werden drei oder mehr Gelenkglieder hintereinander angeordnet, so können nicht nur quergerichtete Propellerstrahlen am Bug des oder der vordersten Leichter, sondern auch solche am Bug der übrigen Glie- der weitere Abknick-und Kurshaltekräfte liefern. Hier, an den Gelenkstellen, können auf den Leichtern oder am Schubschiff auch zusätzliche Abknickkräfte ausgeübt werden, sei es dass sie eine mässige Schrägstellung der Glieder gegen die Anströmrichtung bewirken, oder dass sie zwischen den aneinandergefügten Leichterenden direkt von Glied zu Glied wirksam sind.
Wenn man zwecks Erzielung mässiger, noch beherrschbarer Fliehkräfte scharfe Flusskrümmungen nur mit geringer Geschwindigkeit durchfährt, so wird zweckmässig der dadurch frei gewordene Teil der Antriebsenergie des Schubverbandes zur Erzeugung der quergerichteten Propellerstrahlwirkungen sowie von etwaigen zusätzlichen Abknickkräften verwendet.
Die zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Vorrichtungen sind beispielsweise in den Fig. 5 - 9 dargestellt. Sie bestehen aus einer Kombination folgender, an sich bekannter Merkmale, wonach der Schubverband Schubschiffe mit Heckruder aufweist, die vordersten oder auch die übrigen Schubleichter mit drehbaren oder nur quer zur Schiffslängsachse angeordneten Bugpropellern b versehen sind, und die einzelnen Schubleichter oder die aus mehreren Leichtem bestehenden Glieder mit passiven Gelenkkupplungen verbunden sind, welche ein Abknicken des Verbandes an den Gelenkstellen und das Fixieren eines gewünschten Knickwinkels gestatten.
Die Fig. 5 und 6 zeigen in Aufriss und Grundriss einen teils einreihigen, teils zweireihigen Schubverband mit verschiedenen Tiefgängen der Glieder. Am Heck ist ein kurzes Doppel-Schubschiff gezeichnet, dessen beide Teilschiffe auch allein je einen Leichterverband schieben können. Sind die Teilschiffe nebeneinander zusammengekoppelt, so erfolgt die Bedienung der gesamten Antriebsanlage und die Steuerung des Verbandes zentral von einem der Steuerstände aus.
Ferner zeigen die Fig. 5 und 6 die Anordnung von lotrechten Schubschultern u, wie sie einheitlich für einreihige, zweireihige und für kombinierte Verbände auszuführen ist. Die Schultern sind auf jedem Fahrzeug symmetrisch zu seiner Längsachse angeordnet, u. zw. so, dass ihr Abstand der halben Leichterbreite entspricht.
Schliesslich ist aus den Fig. 5 und 6 auch zu ersehen, wie die Glieder zur Ermöglichung des Zusammenstellens auch mehrreihiger Gelenkverbände gemäss der Erfindung miteinander verbunden sind. Zwei die Längsverbindung an einem Gelenk herstellende Spannseile s von möglichst grosser Länge werden an den beiden äusseren Bordseiten entlang derart um die Ecken der Leichterglieder herumgeführt, dass sie sich beim Abknicken auf der Innenseite von den Bordwänden wegspreizen und damit das Festhalten benachbarter Glieder auch in abgewinkelter Lage des Verbandes mit grossen Abständen h zum Berührungspunkt der Glieder ermöglichen. Damit werden einerseits die maximalen Seilkräfte kleiner, anderseits die Gelenke in der gekrümmten Lage besser fixiert als mit beiderseits seitlich auf dem Deck entlanglaufenden Seilen, die für einreihige Verbände bekannt sind.
Wie aus Fig. 7 hervorgeht, sind fernerhin die beiderseitigen Längsseile auf einem der Glieder querschiffs miteinander verbunden und gemeinsam mit einem einzigen hydraulischen Zylinder z gespannt.
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Das ausserdem notwendige Festhalten des quer durchlaufenden Seiles erfolgt dadurch, dass einerseits der Ölübertritt von einer Zylinderseite zur andern durch Schliessen des Ventils v blockiert, anderseits das Seil selbst von einer Klemme oder Bremstrommel k fixiert wird. Da bei dieser Vorrichtung, die sowohl für einreihige als auch für mehrreihige Gelenke verwendbar ist, im Gegensatz zu getrennten Seilen und Zylindern auf beiden Seiten nicht die Summe sondern nur die Differenz der Längenänderungen aussen und innen beim Abknicken von dem einzigen Zylinder zu spannen ist, wird dessen Hub wesentlich kleiner als der von zwei Zylindern.
Zur gegenseitigen Fixierung benachbarter Glieder in der Querrichtung sind gemäss Fig. 7 an den Gelenken zwei kreuzweise geführte Querseile q angeordnet, von denen jedes von der äusseren Ecke eines Gelenkgliedes auf einer Seite zur äusseren Ecke des anstossenden Gliedes auf der andern Seite läuft. Diese Seile werden entweder nur mit einfachen Mitteln gespannt gehalten oder ausserdem auf einem der Glieder über Umlenkrollen zu einer für beide gemeinsamen Windentrommel w geführt.
Auch diese Vorrichtung gestattet das Zusammensetzen sowohl von ein-als auch von mehrreihigen Gliedern. Die Windentrommel ermöglicht eine einfache Justierung oder auch eine gegenseitige Querverschiebung der beiden Gelenkglieder beim Zusammenspannen oder im Zusammenhang mit dem Abknickvorgang.
Um zu vermeiden, dass alle Leichter wegen ihrer Austauschbarkeit im Verband Bugpropeller erhalten müssen, und um gleichzeitig eine möglichst quaderähnliche Form von grosser Tragfähigkeit bei geringem Verbandwiderstand anzustreben, können die Leichter nach Fig. 8 ein bis zum Boden reichendes Spiegelheck, einen am Bug nur mässig ansteigenden Boden und einen kleineren Bugspiegel erhalten, wenn an jeden vordersten Leichter ein schwimmfähiger Vorsatzkörper d anschliessbar ist, der den Bugpropeller b samt Antrieb sowie die für den Schubverband notwendige Ankereinrichtung trägt. Der Boden des Vorsatzkörpers reicht vorne schräg aufwärts bis über die Tiefwasserlinie, und seine Heckform ist der Bugform der Leichter angepasst.
AlsQuerstrahlpropellerkommenimvorliegendenFalle hauptsächlichfreie Propeller in Betracht, da ihr Querschub imGegensatzzuindenSchiffskörper eingebauten oder ummanteltenPropellern auch bei höherer Fahrgeschwindigkeit gemäss Kurve Qp in Fig. 2 nicht abnimmt. Freie Propeller sind aber vorne am Schubverband durch treibende Gegenstände, durch die Ankerkette und durch Grundberührungengefähr- det.
Daher wird erfindungsgemäss in Fig. 9 vorgeschlagen, dass die am Bug der Leichter oder unter den Vorsatzstücken angeordneten freien Bugpropeller durch Kufen oder Bügel geschützt werden, wobei die Propeller samt diesen Schutzmitteln auch in Nischen n der Schiffsform hineingezogen oder bei Grundberührung hineingedrückt werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Steuern von langen, gelenkigen Schubverbänden in Flüssen mit starken Krümmun-
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auch bei Gliedern aus mehreren, nebeneinander angeordneten Schubleichtern die Steuerkräfte durch Heckruder am Schubschiff und durch quer zur Schiffslängsachse gerichtete Propellerstrahlen am Bug des oder der vordersten Schubleichter erzeugt werden, welche den Verband an den Gelenkstellen zu einer der zu durchfahrenden Flusskrümmung entsprechenden Gestalt ohne Schrägstellung der Glieder gegen die Bahntangenten abknicken, worauf die erreichte, abgekrümmte Gestalt des Verbandes fixiert wird, bis die enge Flusskrümmung mit weiterer Hilfe der Heckruder und der Bugpropeller durchfahren ist, worauf durch Aufheben der Sperrung der Gelenke und entgegengesetzte Steuerkräfte der Verband seine gerade Gestalt wieder einnimmt.
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Method for controlling pushed convoy
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and that, secondly, such associations also have narrow current bends under as full as possible
Utilizing the available fairway width, i.e. without a large inclination in the descent, can pass. Both effects are basically achieved by the method according to the invention.
It consists in the fact that links from several juxtaposed push barges are articulated with each other, and that the steering forces are also generated by the stern rudder on the push boat and by propeller jets directed transversely to the ship's longitudinal axis on the bow of the or the foremost push barge, which the association Bend at the joint points to a shape corresponding to the curvature of the river to be traversed without inclining the limbs against the railway tangents.
Then the curved shape reached is fixed until the narrow river bend is passed with further help from the stern rudder and the bow propeller, whereupon the joint resumes its straight shape by releasing the locking of the joints and opposing steering forces.
In this way, joints of any length can also pass through tight flowing, tight river bends without any major inclination. All that is necessary for this is that the transverse force components generated at the bow and stern combine to form a resulting transverse force Q in FIG. 4, which, on the other hand, is the same as the additional centrifugal force Fz of the overall structure, and which is also on the same radius the curvature curve lies. This is achieved by the fact that the joint assembly, driving downhill, traverses the bends only so quickly that the transverse thrust force -Qp exerted on its bow in FIG. 2 is just sufficient to fully counteract the centrifugal force -) - F together with the transverse rudder force.
If three or more articulated links are arranged one behind the other, not only transversely directed propeller jets at the bow of the foremost barge or barges, but also those at the bow of the other links can provide further kinking and course holding forces. Here, at the hinge points, additional kinking forces can be exerted on the barges or on the pusher, be it that they cause a moderate inclination of the limbs against the direction of flow, or that they are directly effective from limb to limb between the joined lighter ends.
If, in order to achieve moderate, still controllable centrifugal forces, sharp river bends are only driven through at low speed, then the part of the drive energy released by the push convoy is expediently used to generate the transverse propeller jet effects as well as any additional kinking forces.
The devices required to carry out the method are shown, for example, in FIGS. 5-9. They consist of a combination of the following known features, according to which the push convoy has pushers with stern rudders, the foremost or the other push barges are provided with rotating bow propellers b or only arranged transversely to the longitudinal axis of the ship, and the individual push barges or those consisting of several barges Links are connected to passive articulated couplings, which allow a kinking of the bandage at the hinge points and the fixing of a desired kink angle.
5 and 6 show in elevation and plan a partly single-row, partly two-row pushed convoy with different drafts of the links. At the stern a short double push boat is drawn, the two part of which can each push a barge on their own. If the subships are coupled together next to one another, the entire propulsion system is operated and the formation is controlled centrally from one of the control stands.
Furthermore, FIGS. 5 and 6 show the arrangement of vertical push shoulders u, as it is to be carried out uniformly for single-row, double-row and combined associations. The shoulders are arranged symmetrically to its longitudinal axis on each vehicle, u. zw. so that their distance corresponds to half the lighter width.
Finally, from FIGS. 5 and 6 it can also be seen how the links are connected to one another in order to enable multiple-row joint dressings to be put together according to the invention. Two tension ropes s of the greatest possible length, which establish the longitudinal connection at a joint, are guided around the corners of the lighter links along the two outer board sides in such a way that they spread away from the board walls when they are bent on the inside and thus hold adjacent members in an angled position of the association with large distances h to the contact point of the limbs. Thus, on the one hand, the maximum rope forces are smaller and, on the other hand, the joints are fixed better in the curved position than with ropes running laterally on both sides of the deck, which are known for single-row associations.
As can be seen from FIG. 7, the longitudinal cables on both sides are also connected to one another transversely on one of the links and are tensioned together with a single hydraulic cylinder z.
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The necessary holding of the transversely running rope takes place in that on the one hand the oil transfer from one cylinder side to the other is blocked by closing the valve v, on the other hand the rope itself is fixed by a clamp or brake drum k. Since with this device, which can be used for both single-row and multi-row joints, in contrast to separate ropes and cylinders, not the sum but only the difference in length changes outside and inside when bending the single cylinder is to be tensioned its stroke is much smaller than that of two cylinders.
For mutual fixation of adjacent links in the transverse direction, two cross ropes q are arranged on the joints according to FIG. 7, each of which runs from the outer corner of a joint link on one side to the outer corner of the abutting link on the other side. These ropes are either kept taut by simple means or are also guided on one of the links via pulleys to a winch drum w common to both.
This device also allows the assembly of both single and multi-row members. The winch drum enables simple adjustment or mutual transverse displacement of the two joint members when they are clamped together or in connection with the bending process.
In order to avoid that all lighters have to have bow propellers because of their interchangeability in the formation, and at the same time to strive for a shape that is as cuboid as possible, with high load-bearing capacity and low formation resistance, the lighters according to Fig. 8 can have a transom stern reaching down to the ground, one at the bow only moderately Rising ground and a smaller bow transom are obtained if a buoyant attachment body d can be connected to each foremost barge, which carries the bow propeller b including drive and the anchor device necessary for the push convoy. The bottom of the attachment body extends diagonally upwards to over the deep water line, and its stern shape is adapted to the bow shape of the barges.
In the present case, mainly free propellers come into consideration as transverse thrust propellers, since their transverse thrust, in contrast to propellers built into or shrouded in the hull, does not decrease even at higher speeds according to curve Qp in FIG. However, free propellers at the front of the push convoy are endangered by drifting objects, the anchor chain and grounding.
Therefore, it is proposed according to the invention in Fig. 9 that the free bow propellers arranged on the bow of the barges or under the attachment pieces are protected by runners or brackets, whereby the propellers together with these protective means can also be pulled into niches in the ship shape or pushed in when they hit the ground.
PATENT CLAIMS:
1. Procedure for steering long, articulated thrust units in rivers with strong curvatures
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Even in the case of members of several push barges arranged next to one another, the steering forces are generated by the stern rudder on the push boat and by propeller jets directed transversely to the ship's longitudinal axis on the bow of the foremost push barge or barges, which form the linkage at the hinge points to a shape corresponding to the curvature of the river to be crossed without inclining the limbs Bend against the rail tangents, whereupon the reached, curved shape of the formation is fixed until the narrow river curvature is passed with further help from the stern rudder and the bow propeller, whereupon the formation resumes its straight shape by releasing the locking of the joints and opposing steering forces.