Antriebs- und Steuervorrichtung an Wasserfahrzeugen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebs- und Steuervorrichtung an Wasser fahrzeugen mit mindestens einem Schaufel propeller, dessen respektive deren ,Schaufeln während der Umdrehung des Propellers rela tiv zum Propellerkörper um ganz oder an nähernd achsparallele Schaufelachsen schwin gen und die vom Wasser stets vollständig und vorwiegend normal zur Schaufelachse beaufs(chlagt werden, ünd bezweckt die Steuerung der Propeller.
Bei Antriebs und Steuervorrichtungen dieser Art kann die Relativbewegung der Schaufeln ge genüber dem Propellerkörper im Betrieb nach Grösse und Phase geändert werden, wodurch die erzeugte :Schubkraft einerseits auf verschiedene Grössen anderseits nach jeder beliebigen Richtung der achsnormalen Ebene eingestellt werden kann.
Diese Antriebs- und Steuervorrichtungen sind gewöhnlich derart ausgebildet, dass das Bewegungsgesetz aller .Schaufeln gemeinsam auf direkte oder indirekte Weise von einem zentralen Organ beherrscht ist, das im nach stehenden der Kürze halber einfach als das Steuerzentrum bezeichnet ist und das kon struktiv sehr verschiedenartig gestaltet sein kann. Bei mechanischer Lenkung der Schau feln besteht dieses Steuerzentrum beispiels weise häufig in einem Exzenterring, dessen Mittelpunkt verstellt werden kann.
Gemäss der zweifachen Art der Änderungsmöglich keiten des Bewegungsgesetzes der .Schaufeln muss auch das Steuerzentrum eine zweidimen sionale Verstellbarkeit besitzen, und zwar kann es 'beispielsweise aus jener Nullstel lung, bei welcher die Schaufeln keine Rela tivbewegung in bezug auf den Propellerkör per machen, nach verschiedenen Richtungen um verschiedene Beträge verschoben werden. wobei die Grösse der Verschiebung die Grösse der vom Propeller erzeugten Schubkraft und die Verschiebungsrichtung die Richtung der vom Propeller erzeugten Schubkraft beein flusst.
Es ist weiterhin bekannt, Propeller der beschriebenen Art im Hinterschiff mit ganz oder nahezu vertikaler Achse anzuordnen, wodurch die beiden Verstellmöglichkeiten des Steuerzentrums besondere Wirkungen erzie len: Während nämlich jene Verschiebungs komponente, welche die Grösse der erzeugten Kraft beeinflusst, eine stetige Verstellbarkeit der Propellersteigung von "voll voraus" bis "voll zurück" bedeutet, bewirkt die Mög lichkeit einer Richtungsänderung der Schub kraft (das ist also die Möglichkeit, den Pro pellerstrahl um die vertikale Achse des Pro pellers zu schwenken) eine ganz besonders vorteilhafte Steuerfähigkeit des Fahrzeuges.
Gemäss der zweifachen Verstellbarkeit müssen auch im Steuerhaus zwei Betäti gungsorgane vorhanden sein, deren jedes zur Ausführung einer der beiden Verstellkompo- nenten dient. Dabei kann natürlich die zwei dimensionale Verstellbarkeit zunächst in ganz beliebige Komponenten aufgeteilt wer den.
Es ist hierbei naheliegend und ist bereits ausgeführt worden, mittelst des einen Betäti- gungsorganes, das man etwa "Steigungs hebel" nennen könnte, die Relativbewegung der Schaufeln gegenüber dem Propellerkör per nur hinsichtlich ihrer Grösse zu beeinflus sen, während das zweite Betätigungsorgan, das "Ruderrad", die Phasenlage der Relativ bewegung beeinflusst, das heisst die Punkte von Extremstellungen, Nullstellungen etc. der Schaufelbewegung hinsichtlich des Schiffskörpers orientiert.
Diese Zuordnung kann besonders klar definiert werden durch die Betrachtung eines bestimmten Betriebs zustandes des Propellers, beispielsweise des Betriebes bei stillstehendem Schiff mit einer gegebenen Propellerdrehzahl; dann entspricht jeder Stellung des "Steigungshebels" eine be stimmte Grösse der erzeugten Schubkraft und jeder Stellung des "Ruderrades" eine be stimmte Richtung der Schubkraft. Die bei den Betätigungsorgane, Steigungshebel und Ruderrad, beeinflussen demnach die erzeugte Schubkraft hinsichtlich je einer Komponente eines Polarkoordinatensystems.
Diese Anordnung hat gewisse Mängel, deren wichtigster darin besteht, dass bei Nullstellung des "Steigungshebels" (beispiels weise beim Treiben des Schiffes vor dem Anlegen an einer Landungsbrücke) eine Be tätigung des Ruderrades wirkungslos bleibt. Weiterhin verlangt bei Hafenmanövern der Übergang von jener Stellung der Betäti gungsorgane, welche eine Drehung des Schif fes um die eigene Achse bewirkt, auf einen Impuls nach vorwärts oder rückwärts ziem lich umständliche und nicht ganz einfach zu überblickende Bedienungsmanöver am Stei gungshebel und am Ruderrad.
Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Mängel dadurch, dass zwei Betätigungs organe vorgesehen sind, welche mit dem, respektive den Propellern in solcher Wir kungsverbindung stehen, dass durch die Ver stellung des einen Betätigungsorganes unab hängig von der Stellung des andern Organes vorwiegend die Schubkraftkomponente in Schiffsrichtung und durch die Verstellung des letzteren Betätigungsorganes unabhängig von der Stellung des zuerst genannten Or- ganes vorwiegend die Schubkraftkomponente in Querschiffsrichtung verändert wird.
In dem betrachteten Beispiel des Betriebszustan des bei stillstehendem Schiffe würde dem nach bei der oben gekennzeichneten Vor richtung .die Verstellung des Fahrthebels allein eine Vorwärts- und Rückwärtskraft, die Betätigung des Ruderrades allein eine Seitwärtskraft hervorrufen und letzteres auch bei Nullstellung des Fahrthebels. Die zweidimensionale Verstellung der Kraftwir kung wird also auf die beiden Betätigungs organe nicht mehr nach Polarkoordinaten, sondern erfindungsgemäss nach Cartesischen Koordinaten aufgeteilt.
V.Tenn man beispielsweise ein Steuerzen trum der eingangs beschriebenen Art anord net, bei welchem die Grösse der Verstellung aus einer Nullage das Ausmass der Schaufel bewegung und die Richtung der Verstellung die Bewegungsphase bedingt, so soll das eine Betätigungsorgan auf der Steuerbrücke nicht mehr (wie bisher bekannt) die Verstellungs- grösse und das andere Organ die Verstel- lungsrichtung des Steuerzentrums beherr schen,
sondern jedes der beiden Betätigungs organe soll zum Beispiel je eine von zwei rechtwinklig aufeinanderstehenden Verschie bungskomponenten des Steuerzentrums be wirken.
Auf der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1, und 3 dasselbe in verschiedenen Stellungen. In den schematischen Darstellungen Fig. 1 bis 3 ist beispielsweise das Steuerzentrum durch den Gleitstein P dargestellt, welcher in dem querschiffs verstellbar gelagerten Gleitstück 0 in, der Längsschiffsrichtung verschiebbar gelagert ist.
An dem Gleitstück 0 greift über das Gestänge Q der Fahrthebel R an, während der Gleitstein P durch das Ruderrad S über das Gestänge T verstellt werden kann.
Für die beschriebene Vorrich tung ist die konstruktive Ausbildung der Schaufellenkung und der Verbindung zwi schen den Betätigungsorganen und dem, respektive den Propellern ohne Belang; we sentlich ist nur die Anordnung einer solchen Verbindung zwischen Steuerbrücke und Pro pellern, dass die Betätigung des einen Organes (des Fahrthebels) stets vorwiegend die Längsschiffkomponente und die Betätigung des andern Organes (des Ruderrades) stets vorwiegend die Querschiffkomponente der Schubkraft des, respektive der Propeller zu verändern gestattet.
In Fig. 1 ist sowohl der Fahrthebel R, als las Ruderrad S in Mittellage gezeichnet, bei welcher Einstellung das Schiff in Ruhe bleibt, wenn auch der Propeller läuft.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, behält das Fahrzeug seine volle Steuerfähigkeit auch dann bei, wenn man keinen Vortrieb bewir ken will und den Fahrthebel R daher in Nullage stellt (zum Beispiel während des Treibens). Es kann dann beispielsweise, wenn nötig durch eine Verstellung des Ru- cl errades S das Steuerzentrum zum Beispiel in die Lage Ni gebracht und dadurch die drehende Kraft W bezw. "ein Schlag seit wärts" erzeugt werden.
Anderseits kann, wie in Fig. 3 dargestellt, durch Verstellung des Fahrthebels R allein das Steuerzentrum in die Lage N2 oder in irgendeine Zwischen lage verschoben werden, so dass die Vor triebskraft V auf ihren Höchstwert oder auf irgendeinen Zwischenwert eingestellt werden kann. Durch ganz geringe Bewegung des Fahrthebels B kann unabhängig von dem früher beschriebenen Steuervorgang, wenn erforderlich, nur "ein Schlag vorwärts oder zurück" erteilt werden.
Selbstverständlich können die längs- und querschiffs wirkenden Kraftkomponenten V und B' durch gleich zeitiges Einstellen des Fahrthebels R und des Ruderrades S auch gleichzeitig zur Wir kung gebracht werden. Eine besonders über sichtliche und gefühlsmässig leicht zu be herrschende Steuerung ergibt sich dann.
wenn die beiden Betätigungsorgane so an geordnet sind, dass jede Handbewegung des Steuermannes eine nach Richtung und Grösse entsprechende Kraftwirkung, bezw. Bewe gung des Fahrzeuges verursacht, also bei spielsweise eine Vorwärtsbewegung des Fahrthebels eine Vortriebskraft entsprechen der Grösse, und eine Drehung des Ruderrades eine drehende Kraft entsprechender Rich tung und Grösse.
Die Seitensteuerung wird dabei besonders übersichtlich bei vertikal achsiger Anordnung des Ruderrades oder bei einer solchen, dass dessen Achse um weniger als 45 gegen die Senkrechte geneigt ist, da dann das Schiff sich dem gedrehten Ruder- rade stets nachzudrehen sucht, und dies un abhängig davon, ob die Schubkraft nach vor wärts oder rückwärts eingestellt ist und ob das Schiff augenblicklich vorwärts oder zu rück fährt.
Ähnliche Arten der Steuerung, bei wel chen Impulsbewegung und gesteuerte Bewe gung einander nach Grösse und Richtung entsprechen, sind in andern Zweigen der Technik bekannt (etwa im Kranbau). In der Anwendung auf Wasserfahrzeuge der ein gangs beschriebenen Art ergeben sich aber besondere Wirkungen, die am klarsten er kennbar werden, wenn man beispielsweise die Steuerbewegungen vergleicht, die beim Be schreiben eines Rückwärtsbogens einerseits am horizontalachsigen Ruderrade eines Fahr zeuges der bisher bekannten Art,
anderseits am vertikalachsigen Ruderrade eines mit der vorbeschriebenen Antriebs- und Steuervor richtung versehenen Wasserfahrzeuges auszu führen sind.