Rudersteven für Schraubenschiffe. Bei den bisher bekanntgewordenen Aus führungen von hinter der Schiffsschräube an gebrachten festen Leitschaufeln oder soge nannten Gegenpropellern zwecks Umlenkung des sich drehenden austretenden Schrauben strahls in die achsiale Richtung war der für das Anlenken des Ruders dienende senkrechte Teil des Ruderrahmens oder Stevens selbst für die ablenkende Wirkung nicht herange zogen, indem derselbe zwischen zwei Seiten schaufeln des Gegenpropellers stehend unbe kleidet mit dem üblichen rechteckigen Quer schnitt dem Schraubenstrahl ausgesetzt war.
Abgesehen von dem Mangel, dass dieser Teil des Stevens für die Ausnützung des Schrau benstrahls gänzlich ausschied, bestand der weitere Nachteil eines nicht unerheblichen zusätzlichen Widerstandes, indem der mit grosser Intensität austretende Schraubenstrahl unmittelbar auf diesen Teil des Stevens trifft. Die schädliche Wirkung wurde nur zum Teil beseitigt, wenn die senkrechten Leitschaufeln seitlich sich unmittelbar an den betreffenden Steventeil anlehnten, der letztere aber noch neben der Schaufel vorstand.
Die Erfindung beseitigt die genannten Missstände dadurch, dass der für das Anlen- ken des Ruders dienende senkrechte Teil des Stevens selbst leitschaufelförmig ausge bildet ist, zwecks Ablenkung des austreten den Propellerstrahles in die achsiale Rich tung.
Auf diese Weise entsteht eine orga nische Verschmelzung des Gegenpropellers mit dem Rudersteven und kann gleichzeitig der leitschaufelartige Teil des letzteren für die solide Befestigung noch weiterer, seit licher Leitschaufeln dienen, so dass sich zum Beispiel die früher vorgeschlagene Fortfüh rung zweier solcher Nebenschaufeln über den Schraubenkreis hinaus bis zum Schiffskörper erübrigt. Derartige Ausführungen hatten den erheblichen Nachteil, dass es sehr schwierig war, diese über den Schraubenkreis hinaus ragenden, jedoch noch ins Wasser tauchen den Arme des Gegenpropellers so in die Richtung der Wasserströmung zu stellen, dass der dann noch auftretende Widerstand unerheblich war.
Der leitschanfelartige Teil des Stevens braucht nicht unbedingt aus einem Stück zu bestehen, sondern kann zum Beispiel entweder durch eine Teilfuge quer oder parallel zur Längsachse von dem das Ruder tragenden Steventeil derart getrennt sein, dass nach Entfernung des abnehmbaren leitschaufelartigen Steventeils, zum Beispiel für das Abziehen des Hauptpropellers von der Welle, ein genügender Zwischenraum entsteht.
In den Fig. 1-12 sind verschiedene Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 stellt die Seitenansicht des Hinter- stevens 1 mit Gegenpropeller 3, Schraube 4 und Ruder 5 bei einem Einschraubenschiff dar, wobei der für das Anlenken des Ruders dienende senkrechte Teil 2 des Steven mit dessen als feststehende Leitschaufel wir kendem Mittelteil 3 aus einem Stück beste hend angenommen ist. Der Spaltabstand 6 zwischen Schraube 4 und Gegenpropeller 3 ist hierbei reichlich gross bemessen, so dass ein Festsetzen von Fremdkörpern zwischen denselben unmöglich ist.
Das Abziehen des Hauptpropellers 4 von der Welle, im Falle derselbe nicht etwa aus einer Nabe finit an gesetzten Flügeln besteht, kann hierbei so vorgenommen werden, dass die Schrauben welle etwas in das Schiff hineingezogen wird oder aber der Spalt 6 wird bei möglichst kurz bemessener Propellernabe so gross aus geführt, dass der Propeller nach Entfernung der Propellermutter zwischen Wellenende und Gegenpropeller seitlich hindurchgezogen wer den kann. 7 bezeichnet etwa eine Kappe zur Überbrückung des Spalts 6 an der Nabe und Verdeckung der Schraubenmutter, so dass möglichst geringe Widerstände entstehen und ein Aufwickeln von etwa zwischen Haupt- und Gegenpropeller geratenden Trossen vermieden wird.
Fig. 2 stellt eine Hinteransicht des Bei spiels nach Fig. 1 dar. Die Nebenschaufeln 8 sind hierbei als von dem Steventeil 3 ge trennt angenommen, um ein bequemeres Guss- oder Schmiedestück für den Steven zu er halten. Die Befestigung-dieser Nebenschaufeln kann in der Weise geschehen, dass etwa je zwei auf der gleichen Seite des Hinterstevens befindliche Nebenschaufeln aus einem Stück bestehen und diese beiden Hälften dann mit- telst Bolzen 9<B>mit</B> dem Mittelteil 3 ver schraubt oder vernietet werden.
Die radiale Länge der Gegenpropellerschaufeln 3 und 8 ist hierbei wesentlich kleiner angenommen als die des Hauptpropellers, da sich einer seits hierdurch die Betriebssicherheit des fest stehenden Gegenpropellers erhöht und ander seits theoretische Untersuchungen in Ver bindung mit praktischen Erfahrungen gezeigt haben, dass die äussern Flächenteile des Gegen propellers nur einen sehr geringen Anteil an dem zusätzlichen Schub des Gegenpropellers erbringen.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach Linie A-B der Fig. 1 für den ausserhalb des Propellerkreises befindlichen Steventeil 2, wo bei die Vorkante von 2 zur Verringerung der Widerstände geeignet zugeschärft sein kann.
Fig. 4 zeigt einen wagrechten Querschnitt nach C-D für das Beispiel nach Fig. 1, der innerhalb des schaufelförmigen Teils b' des Stevens geführt ist. Die Drehrichtung 10 des Propellers 4 und die in die achsiale Richtung abgelenkten Stromfäden 11 sind durch Pfeile angedeutet.
Fig. 5 zeigt die Hinteransicht einer andern Ausführung des Hinterstevens 2 ebenfalls für den Fall, dass dieser mit dessen schaufel förmigen Teil 3 aus einem Stück besteht, wobei jedoch zur Vereinfachung der Herstellung nicht sechs Leitschaufeln wie bei Fig. 1 und 2, sondern nur deren vier angenommen sind und die Nebenschaufeln 12 mit dem Steven- teil 2 bezw. 3 ebenfalls aus einem Stück bestehen.
Um hierbei trotz Verringerung der Schaufelzahl eine genügende Umlenkung des Schraubenstrahls zu erhalten, können die Schaufeln 3 bezw. 12 eine etwas grössere achsiale Breite als bei Fig. 1, sowie ge gebenenfalls eine gewisse Überhöhung der Schaufelkrümmung am austretenden Ende erhalten. Der Vorteil dieser Ausführungen besteht in einer sehr billigen Herstellungs weise, ausserdem wird, wie aus der Vorder ansicht, Fig. 6, zu dem Beispiel nach Fig. 5 hervorgeht, ein sehr kleiner Nabendurch- messer 13 des Gegenpropellers erzielt.
Theo retische Untersuchungen zeigen nämlich, dass gerade die weitgehende Ausnutzung des Kerns des Schraubenstrahls angestrebt werden muss.
Fig. 7 zeigt im Querschnitt ein weiteres Beispiel für die neue Ausführung des Stevens, bei der gleichzeitig eine weitere bisherige Verlustquelle bequem beseitigt werden kann, die darin bestand, dass meistens zwischen Hinterkante Rudersteven und Vorkante Ruder ein verhältnismässig grosser Zwischen raum vorhanden war, innerhalb dessen das mit grosser Intensität austretende Schrauben wasser gewisse Stoss- und Wirbelverluste er zeugte.
Zu deren Vermeidung ist hierbei der Steventeil 2 und 3 seitlich etwas dicker als sonst üblich ausgeführt, was bei schaufel- flächenartiger Ausbildung angängig ist, so dass die Ruderösen 14 nicht hervorragen und diese entweder seitlich umkleidet werden können oder die Vorkante des Ruders so weit vorgezogen wird, dass ein möglichst glatter Übergang zwischen Steven und Ruder besteht. Das Ruder 5 ist hierbei in der Mittelstellung gezeichnet; 15 bezeichnet den Endausschlag.
Der schaufelflächenartigeTei13 des Stevens kann hierbei bei grösseren Aus führungen zwecks Gewichtsersparnis als Hohl körper ausgeführt sein.
Fig. 8 zeigt ein anderes Ausführungsbei spiel des Stevens, bei dem zwecks grösserer Bequemlichkeit beim Abziehen des Haupt propellers 4 der schaufelförmige Teil 3 des Ruderstevens von dessen das Ruder tragenden Schaft 2 durch eine quer zur Längsachse des Schiffes gehende Fuge 16 getrennt ist. Der abnehmbare Teil 3 mit den darin befestigten Nebenschaufeln 8 kann hierbei das Ruder loch gegebenenfalls in seiner ganzen Höhe ausfüllen und zur sichern Aufnahme der Quer kräfte oben den Hauptpropeller mittelst des Armes 17 übergreifen.
Die Befestigung der Schaufel 3 kann dann einerseits durch diesen Arm 17 mit den Bolzen 18 und anderseits durch mehrere, den Rudersteven 2 umfassende Bügel 19 mit den Bolzen 20 und Spann schrauben 21 erfolgen. Gegebenfalls kann auch noch der Fuss 22 mit der Stevenbacke 23 verschraubt werden. Auf diese Weise bildet der schaufelflächenartige, abnehmbare Teil des Ruderstevens zugleich eine gute Versteifung von 'dessen festem, das Ruder tragenden Teil.
Fig. 9 zeigt im senkrechten Querschnitt E-F die Verbindung des Armes 17 mit dem obern Teil des Ruderstevens, Fig. 10 den wagrechten Querschnitt G-H, aus dem die Teilfuge 16 und die Befesti gungsbügel 19 ersichtlich sind. Die Schaufel 3 ist hierbei an ihrem hintern Ende gleich dick wie der Rudersteven 2 angenommen, so dass auch dieser für die achsiale Führung des Schraubenstrahls dient. Mit 8 sind wieder die Nebenflügel bezeichnet.
Fig. 11 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsart des leitschaufelartigen Teils 3 des Ruderstevens, wobei dieser in einer senk rechten Mittelebene 24 durch die Nabe des Gegenpropellers geteilt ist und die beiden Hälften 3 und 3' in einer parallel zur Längs achse des Schiffes verlaufenden Fuge sich je seitlich an den Teil 2 des Stevens an lehnen. Dabei sind jedoch die Hälften 3 und 3' an ihrem hintern Ende so stark ausgeführt, dass deren rückwärtige Begrenzung 25 un mittelbar in die des Stevens 2 übergeht, so dass an der Fuge ein möglichst glatter Über gang vorhanden ist und keine Widerstände entstehen.
Die Befestigung der abnehmbaren Teile 3 und 3' am Steven- 2 kann etwa mittelst durchgehender Schraubenbolzen 26 geschehen.
Fig. 12 zeigt noch eine Ausführungsart, bei welcher die schaufelförmigen Teile des Stevens 2 aus gekrümmten Blechplatten 27 bestehen, die seitlich an den Steventeil 2 an gelehnt sind und mit diesem etwa durch Schraubenbolzen oder Nieten 28 verbunden sind. Die Verbindung der Platten 27 an derem eintretenden Ende kann, sofern die beiden Schaufelseiten nicht etwa aus einem Stück gebogen sind, ebenfalls durch Schrau benbolzen oder Nieten oder durch Schweissen usw. erfolgen. Ausser nach den vorstehend beschriebenen und den gezeichneten Beispielen kann die vorliegende Neuerung auch auf andere Steven formen ausgedehnt, insbesondere für Zwei schraubenschiffe mit geteiltem Ruder ver wendet werden.
Rudder stem for screw ships. In the previously known designs of fixed guide vanes or so-called counterpropellers attached behind the ship's propeller for the purpose of deflecting the rotating exiting propeller beam in the axial direction, the vertical part of the rudder frame or stem used for the articulation of the rudder was not even for the deflecting effect pulled up by the same standing unclothed between two sides of the counterpropeller blades with the usual rectangular cross-section was exposed to the propeller jet.
Apart from the shortcoming that this part of the stem was completely ruled out for the use of the screw beam, there was the further disadvantage of a not inconsiderable additional resistance in that the screw beam emerging with great intensity hits this part of the stem directly. The damaging effect was only partially eliminated when the vertical guide vanes leaned directly against the side of the relevant stem part, but the latter still protruded next to the vane.
The invention eliminates the abuses mentioned by virtue of the fact that the vertical part of the stem, which is used to articulate the rudder, is itself designed in the shape of a guide vane, for the purpose of deflecting the emerging propeller jet in the axial direction.
This creates an organic fusion of the counterpropeller with the rudder stem and at the same time the vane-like part of the latter can be used for the solid attachment of further, since Licher vanes, so that, for example, the previously proposed continuation of two such auxiliary vanes extends beyond the screw circle superfluous to the hull. Such designs had the significant disadvantage that it was very difficult to position the arms of the counterpropeller, which protruded beyond the screw circle but were still immersed in the water, in the direction of the water flow so that the resistance that then still occurred was insignificant.
The vane-like part of the stem does not necessarily have to consist of one piece, but can be separated from the stern part carrying the rudder, for example, either by a parting joint across or parallel to the longitudinal axis, in such a way that after removal of the removable vane-like stern part, for example for pulling off the main propeller from the shaft, a sufficient gap is created.
1-12, various exemplary embodiments of the subject invention are shown.
Fig. 1 shows the side view of the stern stevens 1 with counterpropeller 3, screw 4 and rudder 5 in a screw-in ship, with the vertical part 2 of the stern serving for the articulation of the rudder with its central part 3 as a fixed guide vane in one piece is accepted. The gap distance 6 between the screw 4 and the counterpropeller 3 is dimensioned to be sufficiently large, so that foreign objects cannot settle between them.
The pulling of the main propeller 4 from the shaft, in the case of the same does not consist of a finite hub on set blades, can be done in such a way that the screw shaft is pulled slightly into the ship or the gap 6 is made with the propeller hub as short as possible Made so large that the propeller can be pulled through the side between the shaft end and the counterpropeller after removing the propeller nut. 7 denotes, for example, a cap for bridging the gap 6 on the hub and covering the screw nut, so that the lowest possible resistance is created and cables that come between the main and counterpropellers are avoided.
Fig. 2 shows a rear view of the example of Fig. 1. The secondary blades 8 are here assumed to be separated from the stem part 3, in order to keep a more convenient casting or forging for the stem. These secondary blades can be fastened in such a way that approximately two secondary blades each located on the same side of the rear stevens consist of one piece and these two halves are then screwed to the central part 3 by means of bolts 9 or riveted.
The radial length of the counterpropeller blades 3 and 8 is assumed to be significantly smaller than that of the main propeller, since on the one hand this increases the operational reliability of the fixed counterpropeller and on the other hand theoretical investigations in connection with practical experience have shown that the outer surface parts of the counterpropeller propellers only provide a very small proportion of the additional thrust of the counterpropeller.
Fig. 3 shows a cross-section along line A-B of Fig. 1 for the stem part 2 located outside the propeller circle, where the leading edge of 2 can be suitably sharpened to reduce the resistance.
FIG. 4 shows a horizontal cross section according to C-D for the example according to FIG. 1, which is guided within the shovel-shaped part b 'of the stem. The direction of rotation 10 of the propeller 4 and the stream filaments 11 deflected in the axial direction are indicated by arrows.
Fig. 5 shows the rear view of another embodiment of the rear stevens 2 also for the case that this consists of one piece with its shovel-shaped part 3, but to simplify production, not six guide vanes as in FIGS. 1 and 2, but only their four are assumed and the secondary blades 12 respectively with the stem part 2. 3 also consist of one piece.
In order to obtain sufficient deflection of the screw jet despite a reduction in the number of blades, the blades 3 or 12 a slightly larger axial width than in Fig. 1, and ge possibly a certain exaggeration of the blade curvature obtained at the exiting end. The advantage of these designs is that they are very inexpensive to manufacture and, as can be seen from the front view, FIG. 6, of the example according to FIG. 5, a very small hub diameter 13 of the counterpropeller is achieved.
Theoretical studies show that it is precisely the extensive use of the core of the screw jet that must be sought.
Fig. 7 shows in cross section another example of the new design of the stem, in which at the same time another previous source of loss can be easily eliminated, which consisted in the fact that there was usually a relatively large gap between the trailing edge of the rudder stem and the leading edge of the rudder, within which the screw water escaping with great intensity produced certain shock and eddy losses.
In order to avoid them, the stern part 2 and 3 is made somewhat thicker on the sides than usual, which is common in the case of a shovel-like design so that the oar eyes 14 do not protrude and these can either be covered at the side or the front edge of the oar is pulled forward so far that the transition between the stem and rudder is as smooth as possible. The rudder 5 is drawn in the middle position; 15 indicates the final deflection.
The shovel-like part of the stem can be designed as a hollow body for larger designs in order to save weight.
Fig. 8 shows another Ausführungsbei game of the stem, in which, for the purpose of greater convenience when pulling off the main propeller 4, the shovel-shaped part 3 of the rudder stem 2 is separated from the rudder-bearing shaft 2 by a joint 16 extending transversely to the longitudinal axis of the ship. The removable part 3 with the secondary blades 8 attached therein can fill the rudder hole in its entire height if necessary and overlap the main propeller by means of the arm 17 to secure the transverse forces above.
The attachment of the shovel 3 can then be done on the one hand by this arm 17 with the bolts 18 and on the other hand by several, the rudder stem 2 comprehensive bracket 19 with the bolts 20 and 21 screws. If necessary, the foot 22 can also be screwed to the stern jaw 23. In this way, the shovel-like, removable part of the rudder stiffener also forms a good stiffening of 'its solid part, which carries the rudder.
Fig. 9 shows in vertical cross section E-F the connection of the arm 17 with the upper part of the Ruderstevens, Fig. 10 the horizontal cross-section G-H, from which the parting line 16 and the fastening bracket 19 can be seen. The rear end of the blade 3 is assumed to be of the same thickness as the rudder stem 2, so that this also serves for the axial guidance of the propeller jet. With 8, the secondary wings are again referred to.
Fig. 11 shows in cross section a further embodiment of the guide vane-like part 3 of the rudder stave, this being divided in a vertical center plane 24 by the hub of the counterpropeller and the two halves 3 and 3 'in a joint running parallel to the longitudinal axis of the ship each side lean against part 2 of the stem. However, the halves 3 and 3 'are made so strong at their rear end that their rear boundary 25 merges directly into that of the Stevens 2, so that the transition is as smooth as possible at the joint and no resistance arises.
The attachment of the removable parts 3 and 3 'to the stem 2 can be done by means of continuous screw bolts 26.
Fig. 12 shows another embodiment in which the shovel-shaped parts of the stem 2 consist of curved sheet metal plates 27 which are leaned against the side of the stem part 2 and are connected to it by bolts or rivets 28, for example. The connection of the plates 27 at their entering end can, provided the two vane sides are not bent from one piece, also benbolzen by screws or rivets or by welding, etc. take place. Except for the examples described above and the examples shown, the present innovation can also be extended to other stems shapes, especially for two screw ships with a split rudder.