CH467190A - Ship rudder - Google Patents

Ship rudder

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Publication number
CH467190A
CH467190A CH1737867A CH1737867A CH467190A CH 467190 A CH467190 A CH 467190A CH 1737867 A CH1737867 A CH 1737867A CH 1737867 A CH1737867 A CH 1737867A CH 467190 A CH467190 A CH 467190A
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CH
Switzerland
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rudder
main
fins
fin
main rudder
Prior art date
Application number
CH1737867A
Other languages
German (de)
Inventor
Broehl Walter
Original Assignee
Broehl Walter
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Publication of CH467190A publication Critical patent/CH467190A/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/38Rudders
    • B63H25/381Rudders with flaps

Description

  

      Schiffssteuerruder       Die     Erfindung    bezieht sich auf ein Schiffssteuerru  der, bestehend aus mehreren Ruderteilen, d. h. einem  - im Querschnitt gesehen - zwischen den Enden dreh  bar gelagerten Hauptruder und einer an dem Haupt  ruder     aasgelenkten    und steuerbaren Flosse.  



  Bei den Ruderanlagen ist man bestrebt, bei Extrem  lage der Ruder den Vorschub so weit aufzuheben und  in Querkraft umzuwandeln, dass die Durchmesser der  Drehkreise zufriedenstellend sind. Bei grossen Ruder  ausschlägen ergibt sich weniger eine Umwandlung des  Schubes in     Querkraft    als eine Vernichtung desselben  durch Abbremsen. Hierbei versucht man bei Mehr  flächenanlagen, durch eine bestimmte Stellung der ein  zelnen Flächen zueinander, die Ablenkung der Strömung  zu verbessern. Es bleibt jedoch das Verhältnis von  Querkraft zu Schub gering. Man hat schon vorgeschla  gen, bei einer verhältnismässig kleinen Anstellung des  Ruders zur Strömung den Vorschub wesentlich für die  Querkraft dadurch auszunutzen, dass das Hauptruder  mit einer aasgelenkten steuerbaren Flosse versehen wird.

    Bei einem Ausschlag des Hauptruders um einen be  stimmten Winkel soll die Flosse um den doppelten Be  trag des Winkels zur     Schiffslängsebene    gerechnet ver  stellt werden, um die Strömung umlenken zu können.  Ein     einigermassen    günstiges Ergebnis bei der Ausbil  dung des     Flossenruders    lässt sich jedoch nur dadurch  erreichen, dass der     Vorschneider    des Hauptruders be  trächtlich grösser als üblich ausgeführt wird. Er erreicht  hierbei eine grössere Länge als der Abstand der Dreh  achse des Hauptruders zu dem     Anlenkpunkt    der Flosse.  Auch bei diesem einflächigen     Flossenruder    ist die Um  wandlung des Vorschubes in Querkraft noch begrenzt.  



  Aufgabe der Erfindung ist, das     Schiffssteuerruder     der anfangs genannten Art zu einem     Hochleistungs-          ruder    bei wesentlicher Verminderung des Leistungsver  lustes weiter zu     entwickeln,    den Wirkungsgrad zu ver-    bessern, die     Kraft    für das Ruderlegen gering zu halten  und kurze Steuerzeiten zu ermöglichen.

   Das     Schiffs-          steuerruder    gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch  aus, dass bei Aaslenkung je einer Flosse an den Enden  des     heckwärts    der Schiffsschraube angeordneten dreh  baren Hauptruders die Flossen     mit    ihrem Querschnitts  profil deckungsgleich ausgebildet sind und die Ruder  teile bei Drehen des Hauptruders nach der gleichen  Seite derselben und in Richtung zur     Schiffsschraube     so weit drehbar angeordnet sind, dass mindestens ein  Ruderteil bis mindestens zu einem Winkel von 90  zur  Längsachse der Schiffsschraube schwenkbar ist. Bei ei  nem     Einflächenruder    kann die Drehachse des Haupt  ruders vorteilhaft aussermittig an demselben angebracht  sein.

   Bei Verwendung von zwei     Schiffssteuerrudern     kann zu jeder Seite der Längsachse der     Schiffsschraube     je ein Hauptruder mit zwei aasgelenkten und steuerbaren  Flossen angeordnet sein, wobei diese     Schiffssteuerruder     spiegelbildlich zur Längsachse der Schraube     ver-          schwenkbar    sein können. Hierbei kann die Drehachse  des Hauptruders in der Mitte desselben vorgesehen sein,  wobei die Achsen der     Hauptruder    im Abstand etwa  des Durchmessers der Schiffsschraube angeordnet sein  können.  



  Durch eine solche Ausbildung des Schiffssteuerru  ders werden hohe     Steuerquerschubkräfte    bei geringem       Ruderlegungsausschlag    erreicht. Man erzielt eine hohe  Steuerleistung auch bei geringer Fahrt. Schon bei einer  geringen Anstellung des erfindungsgemässen Flossen  ruders werden hohe     Querschubkräfte    ausgelöst, wobei  der     Kraftaufwand    des Steuermanns gering gehalten  wird. Durch die weitgehende Umwandlung des Vor  schubes in Querkraft wird ein hoher Wirkungsgrad  erzielt. Das Schiff spricht     empfindlich    auf eine schon  geringe Verstellung des Ruders an. Es lassen sich     äus-          serst    enge Wendekreise erzielen.

   In dem     Extremfall         ist ein Drehen auf der Stelle möglich. Ferner können,  die,     insbesondere    bei der     Kanalfahrt    hinderlichen Sei  tenruder     entfallen.    Bei einem Doppelruder ist ein Dre  hen des Schiffes mit gleichzeitiger     Rückwärtsfahrt     durchführbar. Durch geringe Verstellung der Ruder  schäfte nach Backbord bzw. Steuerbord werden sofort  entsprechende     Querschubkräfte    frei, ohne dass es wie  bisher erforderlich ist, die Ruder über den Drehbereich  von     Extremlage    Backbord nach     Extremlage    Steuerbord  zu drehen.  



       Vorteilhaft    kann bei dem     Schiffssteuerruder    mit  zwei     angelenkten    Flossen eine ortsfeste Scheibe     ausser-          mittig    zur Drehachse des Schiffsruders angeordnet sein.  Um diese Scheibe können Ringe drehbar gelagert     sein,     von denen Gelenkarme radial abgehen, die mittels Len  ker mit den Drehachsen der Flossen verbunden sind.  Dadurch kann das Ruder mit den zwei steuerbaren       Flossen    um 360  gedreht werden. Es kann auch eine  Flosse durch einen aussermittig gelagerten Ring ange  stellt werden, während die Anstellung der anderen Flos  se von der ersteren durch ein Gestänge abgeleitet wer  den kann.  



  Auf diese Weise erhält man eine hoch wirksame  Ruderanlage. In der     90 -Ruderlage    heben sich die Sei  tenkräfte bzw.     Ruderschaftsmomente    auf, so dass der  Steuermann     vollständig    entlastet wird und mit ein paar  Umdrehungen am Steuerrad sehr grosse Backbord- und       Steuerbord-Ruderquerkräfte        freimachen    kann,     ohne    von  Extrem-Backbord auf Extrem-Steuerbord gehen zu  müssen. Da die Flossen in ihrem     Querschnittsprofil     deckungsgleich sind, kann beliebig die eine oder     andere     Flosse des Hauptruders in der     Geradeausfahrt    zu der  Schraube oder entgegengesetzt liegen.

   Dadurch lassen  sich die Steuerzeiten aus der jeweiligen     Extremlage    um  fast die Hälfte verkürzen. Bei drohender Gefahr, ins  besondere in der     Flussschiffahrt    bei Talfahrt, kann eine  sehr hohe Stoppleistung dadurch erzielt werden, dass  die Ruder auf 90  gelegt und der Motor umgesteuert  wird. Wenn das Fahrzeug auf diese Weise abgestoppt  wird, kann die Maschine bei gleicher Ruderlage wie  der auf Voraus umgesteuert werden, wodurch Rück  wärtsschub und Steuerimpuls nach Steuerbord oder  Backbord bei gleichem     Schraubendrehsinn    gewährlei  stet sind. Das Fahrzeug kann somit sehr schnell      stän-          diggemacht     werden.

   Weiterhin kann ein Drehen auf  der Stelle in kürzester Zeit aufgrund des Wirksamwer  dens sehr hoher     Ouerschubkräfte    bei einer Lage von  etwa 40  bis 50  des Hauptruders erreicht werden. Es  ist ferner eine     Strahlumlenkung    bei Verdrehung der  Drehachse des Hauptruders um 90  und somit eine       Rückwärtsfahrt    ohne Umsteuern des Hauptmotors und  bei gleichbleibendem Drehsinn der Schraube, wie bei  der     Voraus-Fahrt    möglich. Dies ist besonders für Fahr  zeuge wichtig, die mit einem     Schiffswendegetriebe    aus  gerüstet sind, wobei die Schraube in der Notschaltung  nur für die Vorausfahrt benutzt werden kann.  



  Das sogenannte      Ständigmachen     des     Schiffes    ist  insbesondere bei der Talfahrt, vornehmlich bei Schub  schiffen und aus Schleppkahn und     Motorschiff    zusam  mengestellten Schubverbänden von Bedeutung. Es er  geben sich kürzeste Steuerzeiten für den Querschub  von Steuerbord nach Backbord und umgekehrt, da das  volle Ausdrehen der Ruder von     Extremlage-Steuerbord     zur     Extremlage-Backbord        überflüssig    wird.

   Es ist ferner  ein Drehen mit gleichzeitiger     Rückwärtsfahrt    zu errei-         chen.    Das Stoppen und die     Rückwärtsfahrt    mit teil  weise     ausgetauchter        Schiffsschraube    bei     90 -Stellung    des  Ruders ist     vornehmlich    bei Fahrten ohne Ballast, ins  besondere bei Niedrigwasser erwünscht.

   Diese Ruder  eigenschaft ist     für    das Einfahren in eine     Kanalschleuse     von besonderer Bedeutung, da es mitunter     vorkommt,     dass eine auf Rückwärts umgesteuerte Maschine auf       Vorwärts    anspringt, wodurch beispielsweise Schleusen  tore o. dgl. beschädigt werden. Im Notfall,     insbesondere     bei Talfahrt, ergibt sich bei der     90 -Lage    eine hohe  Stoppleistung, die die     übliche        Rückwärtsleistung    der  Schiffsschraube zusätzlich unterstützt. Selbst bei begin  nender geringer     Rückwärtsfahrt    entstehen hierbei keine  Leistungsverluste für die Schraube.

   Ferner lässt sich  ein     rechtwinkliges        Umfahren    von kubischen Schwimm  körpern leicht und einfach durchführen, was     insbeson-          dere    im     Hafenbetrieb    wichtig ist.  



  Die Erfindung wird     anhand    der in der Zeichnung  dargestellten     Ausführungsbeispiele    nachstehend erläu  tert.  



       Fig.    1 zeigt eine einfache, d. h.     Einflächen-Ruder-          einlage    gemäss der Erfindung in Draufsicht bei ver  schiedenen Stellungen des     Flossenruders.     



  In     Fig.    2 ist eine     Doppelruderanlage        mit    dem     Flos-          senruder    gemäss der Erfindung in Draufsicht schema  tisch in verschiedenen Stellungen dargestellt.  



       Fig.    3 zeigt einen Aufriss, zum Teil     im    Schnitt, des  in der     Fig.    2 verwendeten Steuergestänges für das     Flos-          senruder    gemäss der Linie     III-111    der     Fig.    4.  



       Fig.4    ist eine Draufsicht auf das Steuergestänge  nach der Linie     IV-IV    der     Fig.    3 bei einer Doppelruder  anlage.  



  Das     verhältnismässig    dicht an der     Schiffsschraube     10 angeordnete Ruder 1 ist dreiteilig ausgebildet und  besteht aus dem Hauptruder 4, einer hinteren Flosse 5  und einer vorderen Flosse 3. Die     Verbindung    der Flos  sen 3 und 5 mit dem Hauptruder 4 erfolgt     vorteilhaft          mittels        klavierbandartiger    Scharniere 6. Das Haupt  ruder 4 ist mittels Ruderschaft 2 drehbar; der Ruder  schaft kann an dem Hauptruder in bezug auf die Längs  achse desselben aussermittig oder auch     mittig    angrei  fen.

   Die beiden Flossen sind an     ihrer    Oberseite mit je  einem Lenker 7 bzw. 8 in der     Scharnierachse    als Be  zugspunkt drehfest verbunden. Die beiden Lenker 7 und  8 weisen in entgegengesetzte Richtungen und sind durch  eine zur Hauptachse des Hauptruders diagonal verlau  fende Stange 9 gelenkig     miteinander    verbunden. Hier  bei können die     Anlenkstellen    der Stange 9 an den Len  ker 7 bzw. 8 durch in den Lenkern angeordnete Boh  rungen versetzbar sein, wodurch die     zwischen    den Flos  sen und dem Hauptruder gebildeten Winkel beeinfluss  bar sind.

   Ein Steuerarm 11 kann an einem der Lenker 7  oder 8 angreifen und ist mit dem anderen Ende bei  12 am Schiffsrumpf ortsfest gelagert: Bei Drehen des  Hauptruders um den Ruderschaft 2 werden die Flos  sen nach der gleichen Seite des Hauptruders und in  Richtung zur Schiffsschraube 10 geschwenkt, wodurch  eine stark gekrümmte Fläche entsteht, welche die Strö  mung mit einem hohen Wirkungsgrad umlenkt. Beim       Einflächenruder    beträgt der hintere     Flossenanstellwin-          kel,    bezogen auf die     Schiffslängsachse    vorteilhaft 90   bzw. 110  und mehr je nach Stromgeschwindigkeit.

    Bei dem dargestellten     Ausführungsbeispiel    beträgt der       Anstellwinkel    der vorderen Flosse     Alfa    gleich 30 , der       Anstellwinkel    für das Hauptruder Beta gleich 60  und      der     Anstellwinkel    für die hintere     Flosse        Gamma    gleich  90 , bei welchen     Winkeln    das Wasser rechtwinklig     zur     Schiffslängsachse     abgeleitet    wird.

   Der höchste Wirkungs  grad bezogen auf die     Querschubleistung    wird bei Beta  = 37  - 40 ,     Alfa    etwa 20  und     Gamma    etwa 60  er  reicht. Zur Erzielung besonderer Effekte können diese       Anstellwinkel    geändert werden.  



  Jede Flosse kann auch ein selbständiges Steuer  gestänge für sich erhalten, wobei der an dem Lenker  jeder Flosse angreifende Steuerarm für sich mit dem  anderen Ende ortsfest gelagert ist. Hierbei können die  Lenker der beiden Flossen nach derselben Seite des  Hauptruders liegen, während die ortsfesten Punkte zu  beiden Seiten des Hauptruders anzubringen sind.  



  Bei der Ausführungsform der     Fig.    2 ist eine Doppel  ruderanlage veranschaulicht. Hierbei ist das Betäti  gungsgestänge für die an dem Hauptruder 4     angelenk-          ten    Flossen 3 und 5 so geändert, dass     statt    des     Steuer-          arms    11 bei der Ausführungsform der     Fig.    1 an der  ortsfesten Lagerstelle 12 eine feststehende Scheibe 13  angeordnet ist, durch die die drehbare Schaftwelle 2  des Hauptruders 4     hindurchführt.    Die feststehende  Scheibe 13     liegt    aussermittig zu der Schaftwelle 2.

   An  der feststehenden Scheibe 13 sind zwei Lagerringe 14  und 15 übereinander angeordnet, die an der Scheibe  13 geführt und frei drehbar sind. An jedem     Lagerring     14 bzw. 15 ist ein     Lenkarm    16 bzw. 17 fest ange  bracht, der in radialer Richtung von dem Lagerring  abgeht: Das freie Ende der Lenkarme 16 und 17 ist  mittels der zwischengeschalteten und     angelenkten    Len  ker 7 und 8 mit den Flossen 3 und 5 verbunden. Bei  dem     anderen        Flossenruder    ist das Lenkgestänge ent  sprechend spiegelbildlich angeordnet. Bei Drehung des  Hauptruders 4 mittels der Schaftwelle 2 bewegen sich  die     Scharnierachsen    6 auf einem entsprechenden Kreis  um die Mitte der Schaftwelle 2.

   Hierbei werden je  weils die     Gestängeteile    17, 8 und 7, 16 mitgenommen.  Da sich die Lagerringe 14 und 15 zu der Schaftwelle 2       aussermittig    um die feststehende Scheibe 13 bewegen,  erfolgt eine zwangsmässige Steuerung und Schwenkung  der     Flossen    3 und 5 nach der gleichen Seite des Haupt  ruders und in     Richtung    zur Schiffsschraube 10. Bei  dieser Ausbildung des Steuergestänges ist jede Flosse       einzeln        angelenkt.    Es ergeben sich abweichend vom       Gestängeantrieb    zwangsläufig     Anstellwinkel,    die nicht  proportional sind.

   Die verhältnismässig grossen Ab  messungen der aussermittig liegenden feststehenden  Scheibe 13 und der sich um diese drehenden Ringe 14  und 15 gewährleisten eine grosse     Stabilität    und hohe  Lebensdauer. Bei einer     evtl.    Beschädigung der     äusse-          ren    Flosse wird die     Kraft    über den Lenkarm auf den       aussermittig    gelagerten Ring abgeleitet. Da der Ring  frei drehbar ist, sind     lediglich    die Lenkarme bzw. die  Lenkerbolzen der Gefahr einer Beschädigung ausge  setzt.

   Die     Winkel    Delta und     Epsylon    zwischen dem       Hauptruder    und der jeweiligen Flosse können verschie  den gross ausgelegt werden. Bei dem dargestellten Bei  spiel ergibt sich ein Winkel Delta = 141', Beta = 90   und     Epsylon    = 127 . Zur Erzielung einer grösseren       Strahlumlenkung    können die Winkel auch     geändert    wer  den, beispielsweise für den Winkel Delta und     Epsylon     mit dem Bereich von etwa 150  bis 120 .

   Durch vor  bestimmte     Anstellwinkel    lässt sich zusätzlich erreichen,  dass der     Wasseraustrittsquerschnitt    zwischen den bei  den Rudern aus der     90 -Lage    heraus möglichst schnell    gross wird. Man erhält eine     verhältnismässig    schnelle  und möglichst grosse Ruderöffnung durch geringe Ver  stellung der Ruderschäfte und erzielt somit eine     relativ          hohe Querschubkraft.     



  Die Schaftwellen 2 der Hauptruder 4 befinden sich  bei der     Doppelruderanlage    vorzugsweise in der Mitte  der Ruderlängsachse.     Vorteilhaft    sind an dem Haupt  ruder und auch an den Flossen beidseitig oben und  unten querliegende Platten, d. h. Endscheiben     zur    Er  höhung der     Rückschubkräfte    bei der     Strahlumlenkung     angebracht. So kann oberhalb des     Hauptruders    4 die  Querplatte 18 und unten die Querplatte 19 vorgese  hen sein, welche mit der Schaftwelle 2 verbunden sind.  Jede Flosse 3 und 5 erhält oben eine Querplatte 20  bzw. 21 für sich. Die untere Querplatte 19 kann sich  auch über den Bereich der Flossen 3 und 5 erstrecken.

    Über die Höhe des oder der Ruder verteilt können  weitere Querplatten angebracht sein, die parallel mit  den Endplatten sind. Die Querplatten können horizon  tal oder von den Horizontalen abweichend angeordnet  werden. Es ist zweckmässig, in der     Nullgrad-Ruderlage     die Längsachsen des Hauptruders 4 und der Flossen  3, 5 nach hinten leicht angestellt anzuordnen, wie durch  die Linien 22 und 23     (Fig.    2) angedeutet ist. Dadurch  wird eine leichtere und geräuscharme Verstellung er  zielt. Das Gestänge 9 mit den Lenkern 7 und 8 kann  auch an jeder anderen Stelle horizontal nach unten  verschoben angebracht sein, wobei das     Hauptruder    4  entsprechend auszubilden ist und die Stange 9 das  Hauptruder durchquert.

   Zum Antrieb der     Flossenver-          stellung    muss dann das Gestänge 11 mit dem Fest  punkt 12 einerseits und andererseits mit einem zusätz  lichen Lenker 7 oder 8 betätigt werden.  



  Man kann auch die     Verstelleinrichtung    des Gestän  ges mit derjenigen der exzentrisch gelagerten Ringe ver  einigen, z. B. indem die eine Flosse durch einen exzen  trisch gelagerten Ring angestellt wird und die Anstel  lung der anderen Flosse von der ersteren durch ein  Gestänge abgeleitet wird. Dadurch können die Winkel  Delta und     Epsylon    jeweils gleich gross gehalten wer  den.

   In der     90 -Lage    des     Hauptruders    bezogen auf  die Schiffslängsachse können beide Flossen denselben  Winkel, vorzugsweise     etwa    135  einnehmen:     Der-gröss-          te    Querschub wird abhängig von dem Antriebsmecha  nismus für die Flossen bei einem Winkel Beta gleich  etwa 36  bis 50  erzielt.  



  Das gesamte Ruder, bestehend aus     Hauptruder    und  den beiden Flossen, soll abmessungsmässig in der Flä  che - in Ansicht gesehen     (Fig.    3) - etwa mit gleichen  Seitenlängen d. h. etwa quadratisch ausgebildet sein,  wobei die Höhe des Ruders zwischen den Endplatten  mindestens dem     Propeller-Durchmesser    entspricht. Die  Länge jeder Flosse beträgt     vorteilhaft    etwa die     Hälfte     der Länge des Hauptruders.  



  Die erfindungsgemässe Ruderanlage ist nicht nur  für das Heck des Schiffes, sondern auch für den Bug  desselben geeignet. Die zusätzliche Ausrüstung mit ei  ner Buganlage bei Binnen- und Seeschiffen ist von er  heblicher Bedeutung: bei der Durchführung von     An-          und        Ablegemanövern,    bei Fahren bei Schlechtwetter  lage, insbesondere als Leerfahrt mit Wind, bei drohen  der Havarie und bei sonstigen Notfällen. Die Ruder  können eine     schuppenartige        Beplattung    aufweisen, die  konvex und konkav bzw. konvex-konkav und konkav  konvex     ineinandergreifen    und unter Umständen mit ela-           stischem    Material, z. B.

   Gummi oder Kunststoff über  zogen     sein    können.  



  Die     erfindungsgemässe    Ruderanlage ist auch bei       Mehrflächenanlagen,    insbesondere     für    Mehrschrauben  schiffe mit auf gleicher     Querschnittslinie    liegenden Ru  derschäften geeignet. Das Mittelruder     kann    aus dieser       Querlinie    versetzt der     Schiffsschraube        zugewandt    bzw.  abgewandt angebracht sein. Auch     für        Schleppkähne    ist  das erfindungsgemässe     Mehrflossenruder    angebracht.



      Ship steering rudder The invention relates to a ship steering rudder, consisting of several rudder parts, d. H. one - seen in cross section - between the ends rotatably mounted main rudder and one on the main rudder steered and controllable fin.



  With the rudder systems, efforts are made to cancel the advance in the extreme position of the rudder and to convert it into transverse force so that the diameter of the turning circles is satisfactory. With large rudder deflections, there is less a conversion of the thrust into lateral force than a destruction of the same by braking. In the case of multi-area systems, attempts are made to improve the deflection of the flow by positioning the individual areas in a certain position relative to one another. However, the ratio of transverse force to thrust remains low. It has already been proposed that, with a relatively small adjustment of the rudder to the flow, the advance should be used essentially for the transverse force by providing the main rudder with a steered controllable fin.

    When the main rudder deflects by a certain angle, the fin should be adjusted by double the amount of the angle to the longitudinal plane of the ship in order to be able to deflect the flow. A reasonably favorable result in the formation of the fin rudder can, however, only be achieved by making the pre-cutter of the main rudder considerably larger than usual. It reaches a greater length than the distance between the axis of rotation of the main rudder and the pivot point of the fin. Even with this single-sided fin rudder, the conversion of the feed into lateral force is still limited.



  The object of the invention is to further develop the ship's rudder of the type mentioned at the beginning into a high-performance rudder with a substantial reduction in power loss, to improve the efficiency, to keep the power for the rudder low and to enable short control times.

   The ship's rudder according to the invention is characterized in that when a fin is steered at each end of the rotatable main rudder arranged stern of the propeller, the fins are congruent with their cross-sectional profile and the rudder parts are congruent when the main rudder is turned to the same side the same and so far rotatable in the direction of the propeller that at least one rudder part can be pivoted up to at least an angle of 90 to the longitudinal axis of the propeller. In the case of a single-surface rudder, the axis of rotation of the main rudder can advantageously be attached to the same off-center.

   When using two ship rudders, a main rudder with two steered and controllable fins can be arranged on each side of the longitudinal axis of the propeller, whereby these ship rudders can be pivoted in a mirror image to the longitudinal axis of the propeller. Here, the axis of rotation of the main rudder can be provided in the middle of the same, wherein the axes of the main rudder can be arranged at a distance approximately equal to the diameter of the propeller.



  Such a design of the ship's rudder rudder enables high transverse control thrusts to be achieved with a small rudder deflection. A high level of control is achieved even at low speeds. Even with a slight adjustment of the fin rudder according to the invention, high transverse thrust forces are triggered, the effort of the helmsman being kept low. A high degree of efficiency is achieved through the extensive conversion of the forward thrust into lateral force. The ship responds sensitively to even a slight adjustment of the rudder. Extremely tight turning circles can be achieved.

   In the extreme case, turning on the spot is possible. Furthermore, the tenruder, which is a hindrance when navigating the canal, can be omitted. With a double rudder, the ship can be rotated with simultaneous reverse travel. By slightly adjusting the rudder shafts to port or starboard, corresponding transverse thrust forces are immediately released, without the need, as before, to turn the rudder over the range of rotation from extreme port to extreme starboard.



       In the case of the ship's rudder with two hinged fins, a stationary disk can advantageously be arranged off-center to the axis of rotation of the ship's rudder. Rings can be rotatably mounted around this disc, from which articulated arms extend radially and are connected to the axes of rotation of the fins by means of Len ker. This allows the rudder to be rotated 360 with the two controllable fins. One fin can also be set by an eccentrically mounted ring, while the setting of the other fin can be derived from the former by a linkage.



  In this way a highly effective steering gear is obtained. In the 90 rudder angle, the lateral forces or rudder shaft moments cancel each other out, so that the helmsman is completely relieved and can release very large port and starboard rudder lateral forces with a few turns of the steering wheel without going from extreme port to extreme starboard to have to. Since the fins are congruent in their cross-sectional profile, one or the other fin of the main rudder can be in the straight ahead direction to the propeller or opposite.

   As a result, the control times can be shortened by almost half from the respective extreme situation. In the event of imminent danger, especially in river navigation when going downhill, a very high stopping power can be achieved by setting the rudder to 90 and reversing the motor. If the vehicle is stopped in this way, the machine can be reversed to advance with the same rudder position as the one, whereby backward thrust and control pulse to starboard or port side are guaranteed with the same screw rotation direction. The vehicle can therefore be brought to a standstill very quickly.

   Furthermore, turning on the spot can be achieved in a very short time due to the very high overthrust forces in a position of about 40 to 50 of the main rudder due to the effective effect. It is also possible to deflect the beam when the axis of rotation of the main rudder is rotated by 90 and thus to drive backwards without reversing the main motor and with the screw turning the same direction as when moving ahead. This is particularly important for vehicles that are equipped with a ship reversing gear, the screw in the emergency shift can only be used for the advance.



  The so-called stabilization of the ship is particularly important when going downhill, especially when pushing ships and pushing convoys made up of barges and motor ships. It gives the shortest control times for the lateral thrust from starboard to port and vice versa, since the full turning of the rudder from extreme position starboard to extreme position port is superfluous.

   Furthermore, turning with simultaneous reverse travel is to be achieved. Stopping and reversing with the propeller partially submerged at the rudder's 90 position is primarily desirable when cruising without ballast, especially when the water is low.

   This rudder property is of particular importance when entering a canal lock, as it sometimes happens that a reverse-reversed machine jumps to forward, which, for example, lock gates or the like are damaged. In an emergency, especially when going downhill, the 90 position results in a high stopping power, which additionally supports the usual reverse power of the propeller. Even when reversing slightly, there is no power loss for the screw.

   Furthermore, a right-angled bypassing of cubic floats can be carried out easily and simply, which is especially important in port operations.



  The invention is tert erläu below with reference to the embodiments shown in the drawing.



       Fig. 1 shows a simple, i.e. H. Single-surface rudder insert according to the invention in plan view with different positions of the fin rudder.



  In FIG. 2, a double rudder system with the fin rudder according to the invention is shown schematically in different positions in a top view.



       FIG. 3 shows an elevation, partly in section, of the control linkage used in FIG. 2 for the fin rudder along the line III-111 in FIG.



       Fig.4 is a plan view of the control linkage along the line IV-IV of Fig. 3 in a double rudder system.



  The rudder 1, which is arranged relatively close to the propeller 10, is designed in three parts and consists of the main rudder 4, a rear fin 5 and a front fin 3. The connection of the fins 3 and 5 with the main rudder 4 is advantageously carried out by means of piano-like hinges 6 Main rudder 4 is rotatable by means of rudder shaft 2; the rudder shaft can attack the main rudder eccentrically or centrally with respect to its longitudinal axis.

   The two fins are rotatably connected at their top with a link 7 or 8 in the hinge axis as a loading point of reference. The two links 7 and 8 point in opposite directions and are articulated to one another by a rod 9 extending diagonally to the main axis of the main rudder. Here at the articulation points of the rod 9 on the Len ker 7 and 8 ments arranged in the handlebars be displaceable, whereby the angle formed between the Flos sen and the main rudder can be influenced.

   A control arm 11 can attack one of the control arms 7 or 8 and the other end is fixedly mounted on the ship's hull at 12: When the main rudder is rotated around the rudder post 2, the fins are pivoted to the same side of the main rudder and in the direction of the propeller 10 , creating a strongly curved surface that deflects the flow with high efficiency. With the single-surface rudder, the rear fin angle of attack, based on the ship's longitudinal axis, is advantageously 90 or 110 and more, depending on the current speed.

    In the illustrated embodiment, the angle of attack of the front fin Alfa is 30, the angle of attack for the main rudder Beta is 60 and the angle of attack for the rear fin Gamma is 90, at which angles the water is diverted at right angles to the ship's longitudinal axis.

   The highest degree of efficiency in relation to the transverse thrust is achieved with Beta = 37 - 40, Alfa around 20 and Gamma around 60. These angles of attack can be changed to achieve special effects.



  Each fin can also receive an independent control linkage for itself, with the control arm acting on the link of each fin being fixedly mounted at the other end. Here, the handlebars of the two fins can be on the same side of the main rudder, while the fixed points are to be attached to both sides of the main rudder.



  In the embodiment of FIG. 2, a double steering system is illustrated. Here, the actuation linkage for the fins 3 and 5 articulated on the main rudder 4 is modified so that instead of the control arm 11 in the embodiment of FIG. 1, a stationary disk 13 is arranged at the stationary bearing point 12 through which the rotatable shaft shaft 2 of the main rudder 4 passes through. The stationary disk 13 is eccentric to the shaft shaft 2.

   On the stationary disk 13, two bearing rings 14 and 15 are arranged one above the other, which are guided on the disk 13 and freely rotatable. On each bearing ring 14 or 15, a steering arm 16 or 17 is permanently attached, which extends from the bearing ring in the radial direction: The free end of the steering arms 16 and 17 is connected to the fins 3 by means of the interposed and articulated handlebars 7 and 8 and 5 connected. In the other fin rudder, the steering linkage is arranged accordingly in mirror image. When the main rudder 4 is rotated by means of the shaft shaft 2, the hinge axes 6 move on a corresponding circle around the center of the shaft shaft 2.

   Here, the rod parts 17, 8 and 7, 16 are taken along each Weil. Since the bearing rings 14 and 15 move eccentrically to the shaft shaft 2 around the fixed disc 13, there is a compulsory control and pivoting of the fins 3 and 5 on the same side of the main rudder and in the direction of the propeller 10. In this design, the control rod is each fin is articulated individually. Deviating from the linkage drive, angles of attack that are not proportional result inevitably.

   The relatively large dimensions from the off-center fixed disk 13 and the rings 14 and 15 rotating around these ensure great stability and a long service life. If the outer fin is damaged, the force is transferred to the off-center ring via the steering arm. Since the ring is freely rotatable, only the steering arms or the link bolts are at risk of damage.

   The angles Delta and Epsylon between the main rudder and the respective fin can be designed in different sizes. In the example shown, the angle Delta = 141 ', Beta = 90 and Epsylon = 127. To achieve a greater deflection of the beam, the angles can also be changed, for example for the Delta and Epsylon angles with the range from about 150 to 120.

   With certain angles of attack, it can also be achieved that the water outlet cross-section between the oars from the 90-position increases as quickly as possible. A relatively fast rudder opening that is as large as possible is obtained by slightly adjusting the rudder shafts and thus achieves a relatively high transverse thrust.



  In the double rudder system, the shaft shafts 2 of the main rudder 4 are preferably located in the middle of the longitudinal axis of the rudder. Advantageous are on the main rudder and also on the fins on both sides above and below transverse plates, d. H. End plates attached to heighten the return forces when the beam is deflected. Thus, above the main rudder 4, the transverse plate 18 and below the transverse plate 19 can be vorgese hen, which are connected to the shaft shaft 2. Each fin 3 and 5 has a transverse plate 20 and 21 for itself at the top. The lower transverse plate 19 can also extend over the area of the fins 3 and 5.

    Distributed over the height of the rudder or rudders, further transverse plates can be attached, which are parallel to the end plates. The transverse plates can be arranged horizontally or deviating from the horizontal. It is advisable to arrange the longitudinal axes of the main rudder 4 and the fins 3, 5 slightly to the rear in the zero degree rudder position, as indicated by the lines 22 and 23 (FIG. 2). This makes adjustment easier and quieter. The linkage 9 with the links 7 and 8 can also be attached at any other point shifted horizontally downwards, the main rudder 4 being designed accordingly and the rod 9 crossing the main rudder.

   To drive the fin adjustment, the linkage 11 must then be actuated with the fixed point 12 on the one hand and with an additional link 7 or 8 on the other hand.



  You can also the adjustment of the rod with that of the eccentrically mounted rings some ver, z. B. by one fin is employed by an eccentrically mounted ring and the establishment of the other fin is derived from the former by a linkage. This means that the Delta and Epsylon angles can be kept the same size.

   In the 90 position of the main rudder in relation to the ship's longitudinal axis, both fins can assume the same angle, preferably about 135: the greatest transverse thrust is achieved at an angle beta equal to about 36 to 50, depending on the drive mechanism for the fins.



  The entire rudder, consisting of the main rudder and the two fins, should be dimensionally in the area - seen in view (Fig. 3) - with approximately the same side lengths d. H. be approximately square, the height of the rudder between the end plates at least corresponds to the propeller diameter. The length of each fin is advantageously about half the length of the main rudder.



  The steering system according to the invention is not only suitable for the stern of the ship, but also for the bow of the same. The additional equipment with a bow system on inland and seagoing vessels is of considerable importance: when carrying out berthing and casting off maneuvers, when driving in bad weather, especially when empty with wind, when there is a threat of an average and in other emergencies. The rudders can have a scale-like plating that interlocks convex and concave or convex-concave and concave-convex and possibly with elastic material, e.g. B.

   Rubber or plastic can be drawn over.



  The rudder system according to the invention is also suitable for multi-surface systems, in particular for multi-screw ships with ruined shafts lying on the same cross-sectional line. The center rudder can be offset from this transverse line, facing or facing away from the propeller. The multi-fin rudder according to the invention is also appropriate for barges.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Schiffssteuerruder, bestehend aus mehreren Ruder teilen, d. h. einem - im Querschnitt gesehen - zwischen den Enden drehbar gelagerten Hauptruder und einer an dem Hauptruder angelenkten und steuerbaren Flosse, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anlenkung je einer Flosse (3, 5) an den Enden des heckwärts der Schiffs schraube (10) angeordneten drehbaren Hauptruders (4) die Flossen (3, 5) PATENT CLAIM Ship rudder, consisting of several rudder parts, d. H. one - seen in cross-section - rotatably mounted between the ends of the main rudder and one hinged and controllable fin on the main rudder, characterized in that, when hinged, one fin (3, 5) at the ends of the stern of the ship's screw (10) arranged rotatable main rudder (4) the fins (3, 5) mit ihrem Querschnittsprofil de- kungsgleich ausgebildet sind und die Ruderteile bei Drehen des Hauptruders (4) nach der gleichen Seite derselben und in Richtung zur Schiffsschraube (10) so weit drehbar angeordnet sind, dass mindestens ein Ru derteil (4; 5) bis mindestens zu einem Winkel von 90 zur Längsachse der Schiffsschraube schwenkbar ist. UNTERANSPRtrCHE 1. with their cross-sectional profile are congruent and the rudder parts when turning the main rudder (4) to the same side thereof and in the direction of the propeller (10) are arranged so far that at least one rudder part (4; 5) up to at least is pivotable at an angle of 90 to the longitudinal axis of the propeller. SUB-CLAIM 1. Ruder nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Drehachse des Hauptruders (4) aus sermittig an demselben angebracht ist. 2. Ruder nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass zu jeder Seite der Längsachse der Schiffs schraube ein Hauptruder mit zwei angelenkten und steuerbaren Flossen angeordnet ist und dass die beiden zweimal geteilten Ruder spiegelbildlich zur Längsachse der Schraube verschwenkbar angeordnet sind. 3. Rudder according to claim, characterized in that the axis of rotation of the main rudder (4) is attached to the same off-center. 2. Rudder according to claim, characterized in that a main rudder with two hinged and controllable fins is arranged on each side of the longitudinal axis of the ship's screw and that the two rudders divided twice are arranged in a mirror-inverted manner to the longitudinal axis of the screw. 3. Ruder nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (2) des Hauptruders (4) in der Mitte desselben vorgesehen ist und die Achsen (2) der Hauptruder (4) im Abstand etwa des Durchmessers der Schiffsschraube (10) ange ordnet sind. 4. Rudder according to claim and dependent claim 2, characterized in that the axis of rotation (2) of the main rudder (4) is provided in the middle thereof and the axes (2) of the main rudder (4) are arranged at a distance approximately equal to the diameter of the propeller (10) are. 4th Ruder nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass aussermittig zur Drehachse (2) eine orts feste Scheibe (13) angeordnet ist, um die Ringe (14, 15) drehbar gelagert sind, von denen Lenkerarme (16, 17) radial abgehen, die mittels Lenker (7, 8) mit den Drehachsen der Flossen verbunden sind. 5. Ruder nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Flosse durch einen aussermittig gelagerten Ring anstellbar ist und die Anstellung der anderen Flosse von der ersteren durch ein Gestänge abgeleitet ist. 6. Rudder according to patent claim, characterized in that a stationary disc (13) is arranged eccentrically to the axis of rotation (2) around which rings (14, 15) are rotatably mounted, from which link arms (16, 17) extend radially, which by means of Handlebars (7, 8) are connected to the axes of rotation of the fins. 5. Rudder according to claim, characterized in that one fin can be adjusted by an eccentrically mounted ring and the adjustment of the other fin is derived from the former by a linkage. 6th Ruder nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass Höhe und Länge des aus Hauptruder und den beiden Flossen bestehenden Ruders etwa gleich sind und dass die Länge jeder Flosse - in Draufsicht gesehen - etwa der halben Länge des Hauptruders ent spricht. 7. Ruder nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flossen (3, 5) mit einer geringen Abwinklung (Anstellwinkel 22, 23) zu der Längsachse des Hauptruders (4) angeordnet sind. B. Rudder according to claim, characterized in that the height and length of the rudder consisting of the main rudder and the two fins are approximately the same and that the length of each fin - seen in plan view - corresponds to approximately half the length of the main rudder. 7. Rudder according to claim and dependent claim 2, characterized in that the fins (3, 5) are arranged at a slight angle (angle of attack 22, 23) to the longitudinal axis of the main rudder (4). B. Ruder nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass bei einem Einflächenruder die maximalen Anstellwinkel des Hauptruders und der Flossen, be zogen auf die Schiffslängsachse, a = 30 - ca. 36 , ss = 60 - ca. 72 und y = 90 - ca. 110 betragen und die grösste Querschubleistung bei ss = ca. 37 - 40 erreicht wird. 9. Rudder according to patent claim, characterized in that with a single-surface rudder, the maximum angle of attack of the main rudder and the fins, referred to the longitudinal axis of the ship, a = 30 - approx. 36, ss = 60 - approx. 72 and y = 90 - approx. 110 and the greatest transverse thrust performance is achieved at ss = approx. 37 - 40. 9. Ruder nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass bei einem Doppelruder bei Querlage des Hauptruders von 90 zur Schiffslängsachse die Abwink- lung der beiden Flossen zum Hauptruder etwa gleich gross ist und etwa 135 beträgst. 10. Ruder nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flossen und die Abwinklung in dem Bereich von etwa 150 bis 120 unterschiedlich veränderbar sind. 11. Rudder according to patent claim, characterized in that with a double rudder with the main rudder transverse position of 90 to the longitudinal axis of the ship, the angle of the two fins to the main rudder is approximately the same and is approximately 135. 10. Rudder according to claim and dependent claim 9, characterized in that the fins and the bend can be changed differently in the range of about 150 to 120. 11. Ruder nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Hauptruder und die Flossen oben und/oder unten mit querliegenden Platten (18, 19, 20, 21) ausgerüstet sind, wobei jede Flosse mit einer eige nen Querplatte (20, 21) versehen ist und die Platten (18, 20, 21) in der Höhe versetzt zueinander liegen. Rudder according to claim, characterized in that the main rudder and the fins are equipped with transverse plates (18, 19, 20, 21) at the top and / or bottom, each fin being provided with its own transverse plate (20, 21) and the plates (18, 20, 21) are offset from one another in height.
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