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Hilfssteuervorrichtung für Schiffe mittels eines um eine senkrechte
Achse aus der Schiffslängsrichtung schwenkbaren Bugpropellers Es ist bekannt, Schiffe
mittels eines Hilfspropellers zu steuern, der einen gerichteten Strahl erzeugt,
durch den ein gewünschtes Steuermoment auf das Schiff ausgeübt wird, auch wenn es
ohne Fahrt ist. Dieser Hilfspropeller ist unmittelbar mit einem elektrischen Antriebsmotor
gekuppelt, der zur Erzeugung einer aktiven Steuermöglichkeit um eine senkrechte
Achse schwenkbar meistens am Schiffsheck angeordnet ist, da ein am Schiffsbug befindlicher
Propeller den Gefahren durch Fremdkörper und Eis stark ausgesetzt ist.
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Aktive Steuermöglichkeiten am Bug sind in Form eines in einem Querkanal
oder einer Mulde des Schiffsrumpfes fest angeordneten Hilfspropellers bekannt, dessen
Steuerstrahl z. B. mittels Drehschieber wahlweise nach Backbord oder Steuerbord
gerichtet werden kann. Die starre Anordnung solcher als Bugstrahlruder wirkenderHilfspropeller
beschränkt deren Manövrierfähigkeit und Wirksamkeit mit aufkommenderFahrt. Es ist
auch ein um 360° um eine senkrechte Achse aus der Schiffslängsrichtung schwenkbarer
Bugpropeller bekannt, der bei Nichtgebrauch in einen an den Seiten verschließbaren
Kanal im Schiffsinnem geschwenkt wird. Der Bugpropeller ist von einem Kegelradgetriebe
angetrieben, dessen Gehäuse im Schiffskörper um eine senkrechte Achse mittels eines
zusätzlichen Zahnradgetriebes drehbar ist. Bei einer anderen bekannten Hilfssteuervorrichtung
sind am Bug des Schiffskörpers symmetrisch zur Schiffsmittelachse zwei Bugpropeller
angeordnet, die mit ihrem elektrischen Antriebsmotor je eine um eine senkrechte
Achse schwenkbare Einheit bilden. Die Bugpropeller werden bei Nichtgebrauch in an
der Schiffswand vorgesehene in den Schiffskörper ragende Kammern geschwenkt, die
durch verschiebbare Türen verschlossen werden: Der Antriebsmotor jedes dieser Bugpropeller
befindet sich innerhalb des Schiffskörpers und ist auf einem Zahnkranz beweglich.
Jeder Bugpropeller sitzt auf dem Ende einer verhältnismäßig langen Welle, die in
der Abschlußwand der Kammer schwenkbar gelagert ist. Diese bekannte Hilfssteuervorrichtung
weist wegen der Verwendung von zwei mit je einem Antriebsmotor versehenen Bugpropellern
eine umständliche und verwickelte Ausgestaltung auf.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen um eine senkrechte Achse aus der
Schiffslängsrichtung schwenkbaren Hilfspropeller in einer Bauart, wie sie bei Anordnung
am Schiffsheck bekannt ist, nunmehr im Schiffsbug vorzusehen und den Propeller bei
Marschfahrt des Schiffes, bei der er nicht mehr als Steuerorgan benötigt wird, gegen
Fremdkörper im Wasser zu schützen. Der Erfindungsgedanken besteht im wesentlichen
darin, den Bugpropeller mit seinem Antriebsmotor in einer entsprechenden Durchbrechung
eines am Schiffskörper vorgesehenen Bugwulstes anzuordnen. Nach der Lehre der Erfindung
erhält das Schiff einen Bugwulst, wie er sich seit langem im Schiffsbau bewährt
hat, wobei der Bugpropeller in der Mittelstellung hinter der Bugwulstkappe liegt
und mit seinem Antriebsmotor einen Teil des Bugwulstes bildet, wodurch der Strömungswiderstand
möglichst niedrig gehalten wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser desBugpropellers
kleiner als derDurchmesser der Bugwulstkappe, oder höchstens gleich diesem, so daß
der Bugpropeller bei Ruhestellung in Mittschiffslage vollständig hinter der Bugwulstkappe
in deren Strömungsschutz liegt, also keine Berührung mit Fremdkörpern erfährt und
bei Marschfahrt des Schiffes nicht leer mitläuft. Der Antriebsmotor des Bugpropellers,
insbesondere ein für Unterwasserbetrieb geeigneter Drehstrommotor, ist hinter dem
Propeller angebracht und mit diesem um eine senkrechte Achse schwenkbar. Wenn die
Hilfssteuervorrichtung in Funktion treten soll, wird der Bugpropeller aus seiner
Mittellage geschwenkt, wodurch er entweder von Backbord oder von Steuerbord eine
freie Anströmung erhält und das Wasser nach der entgegengesetzten Seite frei abströmen
kann. Dabei wird der Bugpropeller so weit aus seiner Mittellage geschwenkt, daß
er vom Bugwulst bzw. von der Schiffswand freikommt und hiervon einen eine ungehinderte
Anströmung von den Seiten ermöglichenden
Abstand hat. Dementsprechend
ist derSchwenkpunkt des Bugpropellers festzulegen. Die Abströmung zielt in Richtung
vom Schiffskörper fort ungehindert in das Fahrwasser.
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Es empfiehlt sich, den Bugpropeller so zu lagern, daß er bis über
einen rechten Winkel hinaus aus der Schiffslängsrichtung geschwenkt werden kann.
In seiner Lage senkrecht zur Schiffslängsrichtung ergibt er das größte Steuermoment,
und in den Zwischenlagen kann eine Fahrtkomponente in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung
erreicht werden. Soll die Steuerrichtung umgekehrt werden, so wird derBugpropeller
z. B. von Backbord auf Steuerbord umgeschwenkt.
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Die durch die Erfindung ermöglichte seitliche Anströmung zum Bugpropeller
hat den strömungsphysikalischen Vorteil, daß der eintretende Strömungsimpuls den
wirksamen Impuls des austretenden Strahles nicht vermindert, wie dies bei den bekannten
Bugsteueranlagen der Fall ist, bei denen der Steuerstrahl z. B. von Backbord nach
Steuerbordseite durchfließt. Diese Wirkung der nach der Lehre der Erfindung ausgestalteten
Hilfssteuervorrichtung ist besonders bei aufkommender Fahrt von Bedeutung, während
der imGegensatz hierzu die bekanntenBugstrahlruder ein schnell zu Null absinkendes
oder sogar negatives Steuermoment haben, so daß sich die Steuerrichtung schließlich
umkehrt.
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Die steuertechnischen Vorteile der nach der Lehre der Erfindung ausgestalteten
Hilfssteuervorrichtung vermindern den schiffsbaulichen Zweck eines Bugwulstes nicht,
wenn der in seiner Ruhestellung hinter der Bugwulstkappe liegende Bugpropeller im
Sinne der Erfindung strakend in den Bugwulsthals zur Schiffsmitte hin übergeht.
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Gegenüber dem bei den bekannten Bugstrahlrudern starr im Querkanal
angeordneten Bugpropeller hat die nach der Lehre der Erfindung ausgestaltete Hilfssteuervorrichtung
den weiteren Vorteil, daß der Bugpropeller in seiner Mittelstellung völlig geschützt
ist. Ferner sind in der eigentlichen Schiffshaut keine öffnungen und auch keine
Verschlußorgane für den Querkanal erforderlich. Außerdem kann mit diesem Bugpropeller
in einem gewissen Maße sowohl ein Vortrieb als auch ein Rücktrieb erzeugt werden.
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Zur weiteren Verstärkung des Steuermoments kann der Bugpropeller von
einer Düse umgeben werden, wie dies bei Steuerpropellern an sich bekannt ist. Diese
Düse bildet in der Ruhe- bzw. Mittelstellung des Bugpropellers einen Teil des Bugwulstes,
in welchen sie strakend übergeht. Zweckmäßig wird der Bugpropeller in seiner Mittellage
gegen zufälliges Ausschwenken verriegelt, da die Mittellage bei Marschfahrt wegen
der nach hinten verschobenen senkrechten Schwenkachse labil ist.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
veranschaulicht. Diese zeigt die Steuervorrichtung in Fig. 1 in der Seitenansicht,
in Fig. 2 im Querschnitt und in Fig. 3 in Ansicht von unten.
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Am Bug 11 des Schiffes ist ein Bugwulst 12 vorgesehen, hinter dessen
Kappe 13 in einer Durchbrechung ein Propeller 14 gelagert ist, der mit einem für
den Unterwasserbetrieb geeigneten elektrischen Antriebsmotor 15 zusammengebaut ist.
Der Motor 15 ist vorzugsweise als Drehstromkurzschlußläufermotor ausgebildet und
auf einer in der Schiffsmitte liegenden senkrechten Achse 16 befestigt, die in den
Lagern 17,19, 20 geführt und durch eine Dichtung 18 gegen das Schiffsinnere abgedichtet
ist. Die Achse 16 trägt an ihrem oberen Ende ein Getrieberad 21, das mit einer nicht
gezeichneten Steuervorrichtung gekuppelt ist.
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In der in Fig. 1 gezeichneten Mittelstellung liegt der Propeller 14
hinter der Bugwulstkappe 13. Der Durchmesser des Propellers 14 ist höchstens gleich
dem Durchmesser der Bugwulstkappe 13, so daß der Propeller 14 bei Mittschiffslage
vollständig hinter dieser Kappe in deren Strömungsschutz liegt. In der Mittelstellung
bildet der in Fahrtrichtung hinter dem Propeller 14 angeordnete Motor 15 eine Verlängerung
des Bugwulstes 12 zur Schiffsmitte hin.
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Wenn der Propeller14 als Steuerorgan wirken soll, so wird er um die
Achse 16 so weit aus seiner Mittellage gedreht, daß er entweder von Backbord- oder
von Steuerbordseite eine freie Anströmung erhält und das Wasser nach der entgegengesetzten
Seite frei abströmen kann, wie in Fig. 3 veranschaulicht ist. Hierbei ist der Propeller
14 so weit aus seiner Mittellage verschwenkt, daß er vom Bugwulst 12 bzw. von derSchiffswand
freikommt und hiervon einen solchen Abstand erhält, daß eine ungehinderte Anströmung
von den Seiten her eintritt.