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Die Erfindung betrifft ein Endteil eines Wasserfahrzeugs mit einem Ruder und einem Träger für Propellerantriebe zum Abschließen eines Schiffskörpers mit eigenem Antrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft ein Wasserfahrzeug.
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Die Erfindung ist für einen Antrieb von flachgehenden Wasserfahrzeugen, den Schiffsverkehr und auch für Aufbauänderungen solcher Wasserfahrzeuge mit eigenem Antrieb einsetzbar, die beidseitig mit einem Endteil mit einem Ruder und einem Träger für Propellerantriebe abgeschlossen sind.
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Für Schiffsantriebe werden stirnseitige Wasserstrahl- und Propellerantriebe benutzt. Stirnseitige Schiffsschaufelräder können an der Bordwand oder am Heck angeordnet sein und haben einen hohen Wirkungsgrad bei kleinem Tiefgang. Als Nachteile haben sich der komplizierte Aufbau, das große Gewicht und das Nichtbestehen einer Steuerungsfunktion erwiesen.
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Bei einem Voith-Schneider-Propeller rotieren steuerbare Flügelblätter um eine senkrechte Achse. Mit Hilfe eines Exzenters kann man die Stellung der Flügelblätter und damit auch die Richtung des Schubs verändern. Die Vorrichtung funktioniert zugleich als Antrieb und Steuerung. Es handelt sich jedoch um eine empfindliche und komplizierte Vorrichtung, die ausreichend Wasser erfordert. Sie wird für den Antrieb von Hafenschleppern benutzt.
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Der Strahlantrieb ist eine Vorrichtung, die im Wesentlichen innerhalb des Schiffsrumpfes angeordnet ist, was einen kleinen Tiefgang ermöglicht, insbesondere bei einer vertikalen Ansaugung. Das Druckwasser ist über Klappen oder Verteilzylinder verteilt, die den Wasserschub im Bereich bis 360° umlenkt. Die Vorrichtung funktioniert zugleich als Antrieb und Steuerung. Vom Gesichtspunkt der großen Binnenschifffahrt ist diese Vorrichtung wegen des kleinen Wirkungsgrads vor allem zum Antrieb von kleineren flachgehenden Schleppern und flachgehenden Passagierschiffen benutzt.
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Der Propellerantrieb ist für den Schiffsantrieb der großen Binnenschifffahrt von größter Bedeutung. Es werden ein oder mehrere Propeller in verschiedenen Kombinationen und mit unterschiedlich geformtem Heck benutzt. Im Heckteil ist ein Antriebsaggregat angeordnet, das aus einer Hauptantriebseinheit, einem Gehäuse für Reduziergetriebe, einem Axiallager, eventuell einem Hilfslager, einem Stevenrohr mit Gleitlager, einer Propellerwelle, eventuell Propellerbock, einem Propeller und einem Ruder zusammengestellt ist. Die Wellenführung besteht wegen ihrer Länge aus Teilen, die miteinander durch feste und flexible Verbindungsstücke verbunden sind. Der Propellerdurchmesser beeinflusst die Form und den Tiefgang des Schiffshecks wesentlich.
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Für den Schiffsantrieb braucht ein frei gelagerter Propeller einen Durchmesser, der größer als der Propellertiefgang ist. Er hat keine Steuerungsfunktion, darum wird hinter dem Propeller ein Ruder eingeordnet, das durch Biegen des Propellerstroms den Schub vermindert. Für die Verbesserung des Wirkungsgrads des Propellerantriebs wird bei Binnenfahrtschiffen ein Tunnel oder Tunnelheck benutzt, wenn es zu einer Überlastung des Propellerantriebs bereits beim Eintauchen von 2/3 ihres Durchmessers kommt, was eine Verminderung des Schiffstiefgangs oder eine Vergrößerung des Propellerdurchmessers und damit des Schubs ermöglicht. Zu einer besseren Steuerungseffizienz werden Mehrfachruder von verschiedenen Typen mit besserer Umlenkung des Propellerstroms benutzt. Zu einer weiteren Steigerung des Schubs kann eine Kombination von Tunnel und Propeller verwendet werden, die mit einer festen oder drehbaren, den Propellerstrom reduzierenden Düse arbeitet. Nachteilig bei dieser Tunnelvariante ist ein Wirkungsgradverlust bei Rückwärtsfahrt aufgrund der Anordnung des Propellers und des Tunnelendteils. Bei der Verwendung einer schwenkbaren Düse kommt es zusätzlich zu einer Schubreduzierung beim Auslenken der Düse entgegen dem festen Propeller.
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Eine weitere oft benutzte Lösung bei flachgehenden Wasserfahrzeugen ist die Verwendung von tiefen Tunneln. Dies bedingt eine relativ komplizierte Formgebung des Hecktunnelraums in der Weise, dass der Tunnelauslaufteil unter Wasser bleibt und somit dem Propeller eine Wasserrücksaugung möglich ist. Nachteilig sind dabei größere hydraulische Verluste des Propellerantriebs, die durch die Tunnelformgebung bedingt sind.
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In der
US 2 466 635 A wird ein Schiffsantrieb mit einem Ruderpropeller beschrieben, der über einen Teleskopmechanismus entweder ganz aus dem Wasser herausgezogen oder bis zum vollständigen Eintauchen in das Wasser hinuntergelassen werden kann. Mit Hilfe eines vom Fahrer bedienten Steuerrades kann außerdem der Propeller um 360° um eine vertikale Achse geschwenkt werden, was ein Fahren in alle Richtungen ermöglicht. Die hydrodynamischen Wechselwirkungen des Antriebs mit dem Schiffsrumpf bleiben dabei unberücksichtigt, so dass die durch den Antrieb erzeugten und über den Rumpf geleiteten Strömungen keine positive Auswirkung auf die Antriebsleistung oder das Steuerverhalten bewirken.
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Die
US 5 215 486 A beschreibt einen Schiffsantrieb in Form eines Doppelaußenbordpropellers, der von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Durch die Verwendung von zwei parallel angeordneten Propellern soll die Antriebseffizienz erhöht werden, ohne gleichzeitig den Treibstoffverbrauch oder das Gewicht des Antriebs wesentlich zu erhöhen. Auch hier bleiben die hydrodynamischen Wechselwirkungen zwischen Antrieb und Schiffsrumpf völlig außer Acht.
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Die Propellervariante mit Steuerungsfunktion stellt einen sogenannten Z-Antrieb dar, beispielsweise nach
CN 201 660 118 U mit einem Propeller, der mit Hilfe eines senkrecht angeordneten Elektromotors angetrieben ist. Der Z-Antrieb wird auch in anderen Varianten benutzt, bei denen der Propeller selbst oder mit einer Düse um 360° um eine vertikale Achse mit der Möglichkeit einer Vertikalbewegung drehbar ist. Nachteilig ist, dass die Einsenkung des Propellers gleich dem Propellerdurchmesser sein muss, so dass bei einer Propellerstilllegung die Steuerungseffizienz gleich Null ist. Zur Benutzung bei flachgehenden Wasserfahrzeugen ist der Z-Antrieb im Tunnelheck angeordnet. Für die Kompensation der Antriebssteuerungsnachteile beim Manövrieren von Motorfrachtschiffen, ist aufgrund des kleinen Hecktiefgangs eine zusätzliche Bugnachsteuerungseinrichtung in dem Schiffsbug erforderlich. Diese kann sowohl auf dem Prinzip einer Propeller- als auch Wasserstrahleinrichtung arbeiten. Für den Schiffsantrieb selbst ist dies aber wegen der kleinen Effizienz kaum von Bedeutung.
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Eine weitere Variante gemäß der US 2007 / 0 032 146 A1 stellen gegenläufige Propeller mit Elektroantrieb dar, die in einer drehbaren Aufhängegondel gelagert sind.
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Bei einem Quadroantrieb weist ein Wasserfahrzeug vier Antriebe auf, zwei Heck- und zwei Bugantriebe, beispielsweise nach der US 2007 / 0 032 146 A1. In einem modifizierten Motorfrachtschiffsbug werden Z-Antriebseinheiten mit sowohl Antriebsals auch Steuerungs-funktion drehbar in einem keilförmig ausgestalteten Raum von zwei Keilkörpern im Bugantriebsteil gelagert. Nachteilig ist, dass bei einem leeren Schiff die Z-Antriebseinheiten weitgehend über dem Wasser liegen. Das Wasserfahrzeug muss daher belastet werden.
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Die heutigen Motorfrachtschiffe können die Maximalparameter von manchen Binnenwasserwegen aufgrund ihrer Konstruktion nicht einhalten. Sogar die eingeführte Schubtechnik kann dieses Problem nicht völlig lösen, da der Schubschlepper selbst in der Tandemverbandlänge ein Totgewicht darstellt. Die begrenzten Tiefen, Fahrwasserbreiten, sogar die Durchfahrtshöhen limitieren die Schiffsabmessungen und ihre Tonnagen. Leere Motorfrachtschiffe müssen belastet werden, egal ob dies aufgrund der Durchfahrtshöhen oder wegen einer Verbesserung der Manövrierfähigkeit geschieht. Bei ungleichmäßiger Eintauchung eines Motorfrachtschiffes kommt es außer schlechter Sicht aus dem Ruderstand auch zu einer Verschlechterung der Schiffsumströmung, zu einer vergrößerten dynamischen Einsenkung, zu einer Geschwindigkeitsverminderung, zu einer Widerstandszunahme und zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch. Motorfrachtschiffe müssen nach der Aus- oder Beladung gedreht werden. Dies kann eine Fahrt von mehreren zehn Kilometern bei der Suche nach einem Wendeplatz und auch ein erhöhtes Risiko beim Drehen bedeuten. Einen weiteren und den offensichtlich größten Mangel stellt aber die Unmöglichkeit einer vollen Auslastung der Laderäume, insbesondere bei der Fahrt auf seichten Flüssen, in der Zeit eines niedrigen Wasserstands dar. Falls die Schifffahrtswassertiefe gleich oder sogar niedriger als der Motorfrachtschiff-Hecktiefgang ist, bedeutet dies, dass das Schiff nur in dem Bugladeraum mit einem massiveren Schwergut und nur in der Weise belastet werden kann, dass es zu einem Ausgleich der Bug- und Hecktiefgänge kommt. Man kann nicht über eine andere umfängliche Last nachdenken, auch wenn dies das Tonnagelimit bei einem beschränkten Tiefgang nicht überschreitet. Aufgrund des Charakters dieser Tonnage kann die Bedingung über den Ausgleich des Schiffes nicht erfüllt werden.
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Bei dem Bau eines Motorfrachtschiffes werden zwei unterschiedliche Endteile hergestellt, der Bug und das Heck. Dies bedeutet die Herstellung von zwei unterschiedlichen Formen, eine größere Arbeitsfläche, höhere Anforderungen an die Vorbereitung der Produktion und an den Materialverbrauch. Die Installation der Antriebseinheit wird erst beim Stapellauf durchgeführt. Vorher muss das Heck mit der Antriebssteuerungsvorrichtung, der Wellenführung und dem Motor- und Getriebebock ausgestattet werden. Das bedingt insgesamt ein größeres Gewicht auf den Paletten der Betriebseinrichtungen und erhöht die Zahl und Qualifikation des Personals.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Endteil eines Wasserfahrzeugs mit einem Ruder und einem Träger für Propellerantriebe zum Abschließen eines Schiffskörpers mit eigenem Antrieb und ein Wasserfahrzeug mit einem entsprechenden Endteil zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermeidet.
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Die Aufgabe wird durch ein Endteil bzw. ein Wasserfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des nebengeordneten Anspruchs 7 gelöst. Dabei ist im Bodenteil des Endteils ein gebrochener Steven auf einen unteren Steven und einen oberen Steven verteilt, wobei zwischen den beiden Steven eine Fläche mit einem Segmentausschnitt und einem Ringausschnitt und über diesem Ringausschnitt im Deck des Endteils ein anderer Ringausschnitt koaxial angeordnet ist und der feste Zylinder mit dem Endteil im Ringausschnitt des Decks und im Ringausschnitt der Fläche fest verbunden ist. Weiterhin ist der Schiffskörpermittelteil beidseitig mit einem entsprechenden Endteil abgeschlossen.
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Das Endteil dient dem einseitigen und vor allem dem beidseitigen Abschließen des Schiffskörpers mit eigenem Antrieb, mit der Möglichkeit des Verkehrs in beiden Richtungen ohne wenden zu müssen. Im Endteil ist ein fester Zylinder angeordnet. In dem festen Zylinder ist ein drehbarer Drehzylinder und in dem Drehzylinder ein verschiebbarer Zylinder eingesetzt, welcher mit einem Träger verbunden ist. Die Antriebssteuerungsvorrichtung besteht aus einem Ruderpropeller und ist aus einer Antriebseinheit, einem Gehäuse für ein Reduziergetriebe und einem mit Propellerantrieben versehenen Träger zusammengesetzt.
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Das Endteil entwickelt sich aus einem Schiffskörpermittelteil in der Weise, dass es im Bodenteil des Schiffskörpermittelteils zum Bruch eines Stevens auf Unter- und Obersteven kommt, wobei zwischen den beiden Steven eine Fläche mit einem Segment- und Ringausschnitt entsteht und koaxial über dem Ringausschnitt der Fläche sich ein anderer Ringausschnitt im Endteilsdeck befindet. Jedes Endteil weist einen festen Zylinder auf, der mit dem Endteil sowohl im Deckringausschnitt als auch im Flächenringausschnitt fest verbunden ist. Der feste Zylinder besteht aus drei Zylinderteilen mit unterschiedlichen Durchmessern, die über zwei Kreisringe mit unterschiedlichen Durchmessern miteinander verbunden sind. Im Längsschnitt weist der feste Zylinder somit eine treppenförmige Gestalt auf, wobei die Zylinderteile die senkrechten Anteile und die Kreisringe die waagerechten Anteile der Gestalt darstellen. Der obere Teil des festen Zylinders mit dem größten Durchmesser ist auf dem Außenumfangsende mit einem Lagerflansch zur Aufnahme eines Flanschlagers abgeschlossen. Auf dem Umfang ist eine eingelegte Ringschiene angeordnet. Von dem oberen Teil geht der mittlere, längste Teil mit dem mittleren Durchmesser des festen Zylinders aus, der dann im unteren Teil in den kleinsten Durchmesser des festen Zylinders übergeht.
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Im festen Zylinder ist drehbar ein Drehzylinder eingesetzt, der mit mindestens einem auf einer auf dem Endteil vorgesehenen Konsole angeordneten Rudermotor angetrieben ist. Der drehbare Zylinder ist aus zwei Zylinderteilen mit unterschiedlichen Durchmessern zusammengesetzt, die ebenfalls über einen Kreisring miteinander verbunden sind. Der Zylinderkopf besteht aus einem profilierten Tragkranz mit Schienenrädern. Das Oberteil des Zylinderkopfs ist mit einem Zahnkranz versehen, der einen Bestandteil des Drehmechanismus darstellt. Auf dem Unterteil des Zylinderkopfs sind Aufhängungen von linearen Hydromotoren angeordnet. Der obere längere Teil des Drehzylinders ist auf der Innenseite des Mantels mit Führungsfedern versehen, und die Innenflächen der Führungsfedern sind mit einer Verkleidung bedeckt. Am untere Teil des Drehzylinders sind sowohl die Aussen-, als auch die Innenfläche mit Lamellen bedeckt, und es ist dazwischen mindestens ein beidseitiger Distanzkranz angeordnet.
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In dem Drehzylinder ist ein verschiebbarer Zylinder eingesetzt, bestehend aus zwei miteinander verbundenen Zylinderteilen mit unterschiedlichen Durchmessern, die ebenfalls über einen Kreisring miteinander verbunden sind. Der obere Teil des verschiebbaren Zylinders mit dem größeren Durchmesser weist auf dem Umfang der Zylinderfläche vom Kopf bis zum unteren Teil des verschiebbaren Zylinders Führungsnuten auf, die sich durch die Kreisringe erstrecken, aber nicht in den unteren Zylinderteil eingreifen. Im oberen Teil sind lineare Hydromotoren als Verschiebungsmechanismus angeordnet. Der untere Teil des verschiebbaren Zylinders ist aufgrund der Verbindung mit dem Träger auf der Innenseite mit einem Flansch abgeschlossen.
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Die Propellerantriebsvorrichtung besteht aus einem Ruderpropeller, der einen aus einem zylindrischen Körper gebildeten Träger enthält, in dessen Bodenteil ein mit Hilfe eines mittleren Ruders getrenntes und am Teilumfang des zylindrischen Trägermantels bis zur Tunnelgrenze angeordnetes Strömungssegment führende Tunnelräume zur Anordnung des Propellerantriebs gebildet sind. Der obere Trägerteil ist mit einem Maschinenraumtragboden mit einem Getriebegrund ausgerüstet. Auf der Mantelinnenseite ist der Träger mit einem Verbindungsflansch abgeschossen.
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Das Gehäuse für ein Reduziergetriebe ist in einer Kreuzbauweise ausgeführt, mit einer Antriebswelle und zwei Abtriebswellen für einen Parallelbetrieb von zwei Propellerantrieben und ist auf dem Getriebegrund des Maschinenraumtragbodens gelagert. Die Antriebseinheit ist auf einem Motorbock des oberen Deckels des Gehäuses für das Reduziergetriebe angeordnet. Die Antriebseinheit kann auch ein Verbrennungsmotor mit einem Abgasrohr in Teleskopbauweise sein, das entlang der Drehachse des Drehzylinders angeordnet ist. Das Wasserfahrzeug, dessen Schiffskörpermittelteil beidseitig ein Endteil mit Ruder und Träger für Propellerantriebe abschließt, ist in beiden Richtungen mit der gleichen Antriebssteuerungseffizienz seetüchtig, ohne wenden zu müssen.
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Die Vorrichtung verbessert die Manövrier- und Schifffahrtsfähigkeiten von Wasserfahrzeugen mit eigenem Antrieb. Durch die Verwendung der Variante mit beidseitiger Abschließung des Schiffskörpermittelteils durch Endteile mit einem Ruder und einem Träger für Propellerantriebe kann man die Vorteile eines Quadroantriebs gewinnen, bei der die drehbar und verschiebbar mit dem mittleren Ruder angeordneten Ruderpropeller und der nicht gestörte Propellerantrieb eine Schifffahrt in beiden Richtungen ermöglichen und dies, ohne wenden zu müssen. Die Variante ermöglicht auch eine Reduktion des Tiefgangs, eine Erhöhung der Leistung, der Abmessungen und der Tonnage der Wasserfahrzeuge mit eigenem Antrieb, eine verbesserte Ausnutzung der Lastraumkapazitäten durch einen Gewichtsausgleich des Schiffskörpers, eine bessere Sicherheit und eine günstige Beeinflussung der Schifffahrtstechnik durch Vereinfachung des Manövrierens. Die Vorrichtung bringt den Wasserfahrzeugen Lösungen für die Anpassung an die Wasserwege und eine Erhöhung der Konkurrenzfähigkeit des Schiffsverkehrs, wo auch immer es der heutige Stand der Technik nicht erlaubt.
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Eine bedeutsame Änderung bringt auch die Aufbautechnik des Wasserfahrzeugs selbst, da beide Endteile des Schiffskörpers gleich sind. In der Praxis bedeutet es einen Zeit- und Materialgewinn und eine Herstellungsnotwendigkeit nur einer Form des Endteils. Von weiterem Vorteil ist auch die Kosteneinsparung bei der technologischen Ausrüstung der Schiffswerft und bei der Zahl und Qualifizierung der Mitarbeiter, denn die eingesetzte Antriebssteuerungsvorrichtung und Maschinenvorrichtung weist kleinere Abmessungen auf. Es ist bevorzugt, diese Vorrichtungen in einer spezialisierten Maschinenbaufabrik einfach transportierbar für die Schiffswerft herstellen zu lassen. So führt die Werft dann nur noch die Baukomplettierung der gelieferten Antriebsteile in der Fabrikhalle aus.
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Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Motorfrachtschiff in vereinfachter Form, das beidseitig mit Endteilen mit einem Ruder und einem Träger für Propellerantriebe, mit Ruder- und Wohnstand in der Mitte und mit zwei (nicht dargestellten) Frachträumen an der Schnittstelle versehen ist,
- 2 in Seitenansicht ein verkürztes Endteil des Wasserfahrzeugs mit dem Ruder und dem Träger für Propellerantriebe im Grundaufbau,
- 3 eine Seitenansicht des Trägers,
- 4 eine Ansicht von unten auf den Tunnel im Träger und eine zweiteilige Ansicht von vorne und von hinten auf den Tunnel im Träger,
- 5 das Endteil von unten (Zeichnung oben), von oben (Zeichnung Mitte), von vorne (Zeichnung unten links) und von der Seite (Zeichnung unten rechts), jedoch ohne Ruder und Propellerantrieb,
- 6 eine Schrägansicht des Endteils mit Ruder, Träger und Propellerantrieben von unten,
- 7 eine Darstellung des Ruderpropellers im Grundaufbau und
- 8 eine Schrägansicht des Gehäuses für ein Reduziergetriebe.
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Das Endteil 33 eines Wasserfahrzeugs mit einem Ruder und einem Träger für Propellerantriebe ist für ein einseitiges, aber vor allem für ein beidseitiges Abschließen eines Schiffskörpers von Wasserfahrzeugen mit eigenem Antrieb bestimmt, insbesondere von flachgehenden Motorfrachtschiffen mit der Möglichkeit eines Verkehrs in beiden Richtungen, ohne wenden zu müssen. 1 stellt in einer vereinfachten Version ein Motorfrachtschiff dar, dessen Schiffskörpermittelteil 39 mit zwei (nicht dargestellten) Frachträumen und mit einem stöckigen Wohnaufbau 41 mit einem Führerstand 42 versehen ist, wobei der Führerstand 42 eine Aussicht in beide Richtungen ermöglicht und bei dem ein drehbares Kommandopult für eine einfache Bedienung angeordnet sein kann. Dabei ist der stöckige Wohnaufbau 41 mittels linearer Hydromotoren 19 in der Mitte des Schiffskörpermittelteils 39 beweglich gelagert und das Wasserfahrzeug ist beidseitig durch Endteile 33 mit dem Ruder 22 und dem Träger 40 für Propellerantriebe 32 abgeschlossenen, die dem Schiffskörper eine ausgewogene und symmetrische Form verleihen. Das Endteil 33 nach 6 kann an dem Schiffskörpermittelteil 39 mit flachem Boden beginnen, von wo aus die Wasserlinien des Bodens am Kimmfuß 46 in S-Form bis zum unteren Steven 34 verlaufen; ebenso die Wasserlinien des Kimmkopfs 47, die sich jedoch vom Schiffskörpermittelteil 39 an teilen und den parallelen Schiffskörperteil verlängern. Sie bilden eine selbständige Scharfkimm 48, deren Linien räumlich geformt sind und sich am senkrecht ausgebildeten oberen Steven 35 schneiden. Durch den Stevenbruch entsteht die Fläche 36 des Bodens, die die Verwendung des Ruderpropellers 21 zum Antrieb ermöglicht. Auf der Fläche 36 befindet sich zwischen den Steven ein Segmentausschnitt 38, ein Ringausschnitt 37 und über dem Ringausschnitt 37 koaxial ein anderer Ringausschnitt im Deck des Endteils 33 für das Einlegen des festen Zylinders 1, der einen festen Bestandteil des Endteils 33 bildet. Die Schiffsspantenlinien 49, die von der Scharfkimm 48 ausgehen, verbreiten sich bis zur Deckwasserlinie 50. Die Deckwasserlinien 50 sind durch ein gleichschenkliges Dreieck 51 abgeschlossen, das in der Seitenansicht und in dem Spantenriss als eine glatte Kurve erscheint.
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In dem festen Zylinder 1 des Endteils 33 ist die Antriebsvorrichtung nach 2 eingefügt. Ihr Hauptantriebsteil stellt der Ruderpropeller 21 nach 7 dar, dessen Hauptteil der Träger 40 nach 3 und 4 ist. Der Träger 40 besteht aus einem Zylinderkörper, in dessen Unterteil durch das mittlere Ruder 22 getrennte Tunnel 23 für die Anordnung der Propellerantriebe 32 ausgeformt sind. Auf einem Teil des Umfangs des Zylindermantels des Trägers 40 verlängert ein angeordnetes Strömungssegment 25 die Längsprofillinie 24 des Tunnels 23. Dabei ist gleichzeitig die Umströmung des Zylindermantels des Trägers 40 durch Verteilung der Stromlinien verbessert. Der obere Trägerteil ist mit einem Maschinenraumtragboden 26 mit einem Getriebegrund 27 versetzt und mit dem, auf dem Umfang des Zylindermantels des Trägers 40 angeordneten und für die Verbindung mit dem verschiebbaren Zylinder 17 bestimmten Verbindungsflansch 20, abgeschlossen. Der Ruderpropeller 21 nach 7 besteht aus dem mit dem Paar der Propellerantriebe 32 in Z-Ausführung verbundenen Träger 40 und aus auf dem Getriebegrund 27 des Maschinenraumtragbodens 26 des Trägers 40 angeordneten Gehäuses 28 für das Reduziergetriebe nach 8 in Kreuz-Ausführung mit direktem Eintritt der Antriebswelle 45 und aus zwei unteren Abtriebswellen 44 für einen Parallelbetrieb der zwei Propellerantriebe 32. Die Antriebseinheit 30 ist auf dem Motorbock 29 des oberen Deckels 43 des Gehäuses 28 für das Reduziergetriebe angeordnet, wobei das Abgasrohr 31 in Teleskopbauweise koaxial zum Träger 40 angebracht ist. Damit sind die Rotationsbewegung des Drehzylinders 8 und die Verschiebebewegung des Zylinders 17 vorgegeben. Für die Verschiebebewegung des Zylinders 17 sorgen lineare Hydromotore 19, die mit Hilfe der Aufhängungen 15 auf dem Zahnkranz 9 des Drehzylinders 8 aufgehängt sind. Die relative Position des Drehzylinders 8 zum verschiebbaren Zylinders 17 sind mit Hilfe der Führungsfedern 12 und der Führungsnuten 18 gelöst. Die Führungsfedern 12 sind mit einer vibrationsdämmenden Verkleidung 14 bedeckt. Der Zahnkranz 9 ist mit einem profilierten Tragkranz 10 und zugleich mit der Oberkante der Führungsfeder 12 des Drehzylinders 8 verbunden. Unter dem Zahnkranz 9 des Drehzylinders 8 ist auf dem Lagerflansch 3 des festen Zylinders 1 für die Aufnahme der Radial- und Axialkräfte der Drehachse des Drehzylinders 8 und zugleich zur Aufrechterhaltung des Zahnspiels des Kleinrads 7 vom Rudermotor 6 und des Zahnkranzes 9 vom Drehzylinder 8 ein Flanschlager 2 angebracht. Im profilierten Tragkranz 10 des Drehzylinders 8 sind auf dem Umfang Bolzen mit Schienenrädern 11 versenkt, die sich an einer im oberen Teil des festen Zylinders 1 angeordneten Ringschiene 4 abwälzen. Der auf dem Oberteil der am Endteil 33 angeordneten Konsole 5 aufgenommene Rudermotor 6 dient als Steuerungsantrieb. Die Drehbewegung wird über das Kleinrad 7 auf den Zahnkranz 9 des Drehzylinders 8 und durch eine formschlüssige Verbindung der Führungsfeder 12 des Drehzylinders 8 und der Führungsnuten 18 des verschiebbaren Zylinders 17 auf den verschiebbaren Zylinder 17 übertragen. Der Zylinder 17 ist mit dem Ruderpropeller 21 mittels Verbindungsflanschen 20 im unteren Teil des verschiebbaren Zylinders 17 und im oberen Teil des Trägers 40 verbunden. Im unteren Teil des Drehzylinders 8 ist ein beidseitiger Distanzring 13 angeordnet, der das maximale Spiel zwischen dem Unterteil des festen Zylinders 1, dem Drehzylinder 8 und dem verschiebbaren Zylinder 17 begrenzt. Das minimale Spiel bestimmen die Lamellen 16, die beidseitig auf dem Umfang der Zylinderfläche des Drehzylinders 8 angeordnet sind und die die Rolle eines mit Wasser durchspülten Gleitlagers ersetzen. Der Ruderpropeller 21 arbeitet unter Mitwirkung des Endteils 33 und mittels des Trägers 40, der mit der Formfläche 36 und dem Ringausschnitt 37 fluchtet. Beim leeren Schiff versenkt der als Heckruder bestimmte Ruderpropeller 21 nach 1 mittels der Verschiebung des Zylinders 17 über das Niveau des Stromsegments 25 einerseits die Stromlinien des angesaugten, zu den durch das mittlere Ruder 22 getrennten Propellerantrieben 32 in die Tunnel 23 zufließenden, Wassers und erleichtert andererseits gleichzeitig das Umströmen des vorgeschobenen Zylinderteils des Ruderpropellers 21.
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Der Steuerungseffekt des Ruderpropellers 21 wird durch den Drehzylinder 8, das mittlere Ruder 22 und den Schub der nicht gedrosselten Propellerantriebe 32 übermittelt. Die Fläche 36 erlaubt dem Ruderpropeller 21 eine Auslenkung von 90° zu jeder Seite und das auch im eingezogenen Zustand. Wird das Schiffskörpermittelteil 39 beidseitig mit einem Endteil 33 abgeschlossen, können die Ruderpropeller 21 im Tandem als Quadroantrieb arbeiten.
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Die Erfindung kann bei der Konstruktion von flachgehenden Wasserfahrzeugen mit eigenem Antrieb eingesetzt werden, und zwar sowohl bei einem Schlepper mit erhöhter Leistung als auch insbesondere bei Passagierschiffen und Motorfrachtschiffen mit größeren Abmessungen mit dem Ziel einer besseren Ausnutzung der Verkehrskapazität der Wasserwege.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fester Zylinder
- 2
- Flanschlager
- 3
- Lagerflansch
- 4
- Ringschiene
- 5
- Konsole
- 6
- Rudermotor
- 7
- Kleinrad
- 8
- Drehzylinder
- 9
- Zahnkranz
- 10
- Tragkranz
- 11
- Schienenrad
- 12
- Führungsfeder
- 13
- beidseitiger Distanzring
- 14
- Verkleidung
- 15
- Aufhängung
- 16
- Lamelle
- 17
- Verschiebbarer Zylinder
- 18
- Führungsnut
- 19
- Linearer Hydromotor
- 20
- Verbindungsflansch
- 21
- Ruderpropeller
- 22
- Ruder
- 23
- Tunnel
- 24
- Längsprofillinie
- 25
- Strömungssegment
- 26
- Maschinenraumtragboden
- 27
- Getriebegrund
- 28
- Gehäuse (für ein Reduziergetriebe)
- 29
- Motorbock
- 30
- Antriebseinheit
- 31
- Abgasrohr
- 32
- Propellerantrieb
- 33
- Endteil
- 34
- Unterer Steven
- 35
- Oberer Steven
- 36
- Fläche
- 37
- Ringausschnitt
- 38
- Segmentausschnitt
- 39
- Schiffskörpermittelteil
- 40
- Träger
- 41
- Stöckiger Aufbau
- 42
- Führerstand
- 43
- Oberer Deckel
- 44
- Abtriebswelle
- 45
- Antriebswelle
- 46
- Kimmfuß
- 47
- Kimmkopf
- 48
- Scharfkimm
- 49
- Schiffsspantenlinien
- 50
- Deckwasserlinie
- 51
- Gleichschenkliges Dreieck
