DE1756159A1

DE1756159A1 - Hilfsantrieb fuer Schiffe

Info

Publication number: DE1756159A1
Application number: DE19681756159
Authority: DE
Inventors: Thorden Karl Gustav Birger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-04-19
Filing date: 1968-04-11
Publication date: 1970-02-26
Also published as: SE354455B; US3464380A; GB1198165A

Description

Karl Gustaf Birger Thorden, Zivilingenieur

Gotenburg, Schweden·

Hilfsantrieb für Schiffe

Grosse Schiffe haben bei niedriger Geschwindigkeit eine sehr schlechte Steuerfähigkeit, da dann nur geringe hydrodynamische Kräfte auf die verhältnismässig geringe Ruderfläche einwirken«. Bei Geschwindigkeiten unter fünf Knoten betrachtet man die Manövrierfähigkeit des Schiffes als ""ungenügende" In Häfen und engen Gewässern sowie bei Bewegungen in der Nähe von Kaianlagen wird daher meistens Hilfeleistung durch Schlepper benötigt» Hierdurch entstehen erhöhte Betriebskosten und Abhängigkeit von fremder Hilfe· Man hat daher in verschiedener Weise versucht, das Problem

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des Manövrierens bei geringen Geschwindigkeiten zu lösen» wobei eine Schraube in einem ^uertunnel am Schiffsbug gewisse Verbreitung gefunden hat. Hierdurch wird jedoch das Schiff . nur bugseitig beeinflusst, sodass es sich um sein Heck dreht. Eine ^uerschiffbewegung wäre jedoch nur durch querwirkende Schrauben an beiden Enden des Schiffes zu erzielen. Dies wäre jedoch eine teuere und verwickelte Problemlösung, und zudem würden die Tunnel den Strömungswiderstand des Schiffes bei normaler Fahrt in Längsrichtung des Schiffes nachteilig verändern. Ferner sind Schiffsschrauben mit stehender Welle bekannt. Eine derartige Bauart ist jedoch teuer und erhöhte den Tiefgang im Vergleich mit herkömmlichem Schraubenantrieb. Bei Tankschiffen kann man gegebenenfalls die für die Ladung bestimmten Ölpumpen benutzen, um durch den RUckstoss von Wasserstrahlen eine gewünschte Verbesserung der Steuerfähigkeit des Schiffes zu erzielen.

Die Erfindung betrifft eine einfachte Einrichtung um das Schiff in beliebiger Richtung bewegen zu können, wobei das hierzu benutzte Hilfsantriebsaggregat nur geringe Eingriffe in den Schiffsrumpf voraussetzt und bei Nichtbenutzung keinen nennenswerten Strömungsverlust verursacht.

Die Einrichtung besteht aus einer Platte (Scheibe)i die an einer längsbeweglichen Stange schwenkbar so angebracht ist, dass die Verschwenkungsachse der Platte etwa einen rechten Winkel mit der Symmetrieachse der Platte bildet. Die ^: Platte kann bei der Bewegung der Stange eine Pendelbewegung ausführen, welche das Schiff antreibt. Die wesentlichen Merk-

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male der Erfindung bestehen darin, dass Schwenkachse und Anströmrand der Platte sich auf derselben Seite des auf der Symmetrieachse der Platte liegenden Flächenschwerpunkts der Platte befinden_t und dass ein zwischen der Schwenkachse und dem genannten Anströmrand vorgesehener Puffer oder andere Anschlagvorrichtung zwischen die Platte und einem mit dem Schiff verbundenen Teil eingesetzt ist und nur eine begrenzte Pendelbewegung der Platte erlaubt, wobei die Länge der Platte zwischen ihrer Schwenkachse und Anströmrand so bemessen ist« dass dieser Rand gegen die Schiffswandung anliegt, wenn sich die Stange in ihrer äusseren Umkehrstellung und der Anschlag in wirksamer Hemmstellung befindet.

Ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der anliegenden Zeichnungen beschrieben« Abb» 1 ist ein schematischer Längsschnitt eines erfindungsgemässen Hilfsantrieb^. Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Linie H-II in Abb. I₉ und die Abb. 3^a - 3e zeigen den Antrieb in verschiedenen Betriebsstellungen.

In der Wandung (Aussenhaut) 1 eines Schiffes, vorzugsweise in dem in Längs- und querrichtung mittleren Bereich des Schiffsbodens, ist ein Gehäuse 2 eingelassen, welches eine Öffnung nach aussen durch die Schiffswand 1 aufweist. Das Gehäuse 2 enthält einen Antrieb zum Hin- und Herbewegen einer ungefähr senkrechten Stange 3» welcher im dargestellten Beispiel aus einem Zylinder h und einem darin beweglichen Kolben 5 besteht. Beiderseits des Kolbens 5". kann abwechselnd ein Druckmittel zugeführt werden, um den Kolben hin und her zu

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drücken. Der Kolben 5 ist mit der Stange 3 verbunden, die durch ein Lager 6 im Gehäuse 2 geführt wird. Am freien Ende der Stange 3 ist eine Querachse 7 angebracht, die zwei Lagerböcke 9 trägt, welche an einer ausserhalb der Schiffswand vorgesehenen Platte 8 befestigt sind, so dass die Platte 8 um die Querachse 7 verschwenkbar ist. Die Stange 3 ist mit Längsnuten 10 versehen, wobei die Rippen zwischen diesen Nuten durch entsprechende Nuten 11 in einer Buchse 12 geführt werden, etwa wie bei einer Hirth-Kupplung. Die Buchse 12 bildet die Nabe eines Zahnrads 13 , in welches ein Ritzel lh eingreift, das über eine Welle 15 an eine Kraftquelle angeschlossen ist. Zwischen dem Zahnrad 13 und der Platte 8 ist ein Puffer 16 gelenkig eingeschaltet, der aus einem mit dem einen Teil (13) verbundenen Zylinder 17 und einer darin begrenzt beweglichen, mit dem anderen Teil (8) verbundenen Kolbenstange bestehen kann.

Die Platte 8 kann viereckig, rund oder andersartig ausgebildet sein, hat aber mindestens eine Symmetrieachse, die angenähert lotrecht zur Querachse 7 liegt. Der Schwerpunkt TP der Plattenfläche und der Befestigungspunkt der Stange 3 an der Platte 8 befinden sich auf der Symmetrieachse

mit dem Befestigungspunkt in Abstand vom Schwerpunkt. Die Stelle, wo der Puffer 16 an die Platte 8 angreift, befindet sich auf der gleichen Seite der Platte, jedoch in noch grösserem Abstand vom Schwerpunkt TP.

Anhand der Abb. 3a bis 3e wird nun die Wirkungsweise der Einrichtung beschrieben. In Ruhestellung liegt die

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Platte 8 dicht an der Schiffswand 8, wo sie den Wasserwider-' stand des Schiffs nur unbedeutend erhöht. Wird die Stange 3 nach aus sen., also nach unten, gedrückt, dann wirken hydrodynamische Kräfte auf die Platte ein. Hierdurch wird der laut Zeichnung rechte Rand der Platte nach unten und der linke Rand gegen die Schiffswand gedrückt, siehe Abb. 3b, weshalb in dem sich;zunehmend erweiternden keilförmigen Zwischenraum zwischen der Platte 8 und der Schiffswand 1 eine Strömung erzeugt wird. Diese Bewegung der Platte 8 wird schliesslich nach einer bestimmten Strecke dadurch beendet, dass der Puffer 16 eine weitere Auswärtsbewegung des gegen die Strömung gerichteten Randes der Platte 8 verhindert. Eine weitere Auswärtsbewegung der Stange 3 und damit der Platte 8 bewirkt dann, dass die Platte 8 um die Querwelle 7 gedreht wird, siehe Abb· 3c und 3d. Diese Schwenkbewegung der Platte setzt sich dann fort, bis der nach Zeichnung rechte Plattenrand sich gegen die Schiffswand anlegt. Bei dieser Dreh- oder Schwenkbewegung der Platte wird eine Strömung aus dem Zwischenraum zwischen der Platte und der Schiffswand (hier der Schiffsboden) erzeugt. Diese Strömung geht weiter, auch nachdem die Bewegungsrichtung der Stange 3 ungekehrt ist und die Platte 8, während der rechte Plattenrand weiterhin ununterbrochen gegen die Schiffswand gedrückt wird, nach innen (nach oben in der Zeichnung) bis in ihre Ruhestellung gezogen wird, wonach die nächste Bewegungsperiode beginnen kann.

Durch die oben geschilderte Bewegung der Platte 8 wird eine in den Abbildungen nach rechts gerichtete Antriebskraft

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erzeugt, weshalb das Schiff in dieser Richtung bewegt wird.

Durch drehen des Zahnrads 13 mit dem Ritzel l*f kann die Platte 8 auf einen gewünschten Winkel in Bezug auf die Längsrichtung des Schiffes eingestellt werden. Da das Antriebsmoment stets im rechten Winkel zur Schwenkachse der Platte 8 wirkt, dann das Schiff in beliebiger Richtung bewegt werden, also vorwärts, rückwärts und quer.

Um die oben beschriebenen Bewegungen der Platte 8 zu erzeugen, kann der Antrieb in verschiedener Weise abgewandelt werden. Voraussetzung ist nur, dass die Stange 3 eine Hin- und Herbewegung zwischen zwei bestimmten Umkehrstellungen ausführt. Hierfür kann anstelle des dargestellten Antriebskolbens auch ein allenfalls mit Vorgelege versehener Umlaufsmotor mit hiervon getriebenem Kurbelgetriebe infragekommen. Als Kraftquelle kann beispielsweise ein Elektromotor, Verbrennungsmotor, Druckflüssigkeitsmotor oder Dampfmaschine benutzt werden. Auch andere Kraftquellen können benutzt werden. Wirkungsgrad und Kraftbedarfskosten sind von verhältnismässig untergeordneter Bedeutung, da der Hilfsantrieb nur ziemlich kurzzeitig in Betrieb ist.

Die Platte 8 ist hier eben dargestellt, kann aber auch einfach oder doppelt gekrümmt bzw. gewölbt sein. An den Seitenrändern der Platte können Wulste oder Leisten vorgesehen sein, um eine Strömung um die Ränder herum herabzusetzen oder möglichst zu verhindern. Der Hilfsantrieb und seine Bestandteile können anders als hier beschrieben und gezeigt "ausgebildet werden. Beispielsweise kann der Puffer aus einer

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mit der Platte 8 verbundenen und mit einem Absatz oder ähnlichem Anschlag versehenen Stange bestehen, der ein an der drehbaren Buchse 12 angebrachter Anschlagabsatz zugeordne t ist. Wahlweise könnte der Puffer auch aus einer gegen einen festen Anschlag anliegenden Feder o.a. bestehen. Die Einrichtung arbeitet erfindungsgemäss in der beschriebenen Weise auch wenn der Puffer 16 nicht vorhanden ist, aber durch den Puffer kann die Bewegung der Platte 8 besser gesteuert werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Hilfsantrieb für Schiffe zum Manövrieren bei geringer Geschwindigkeit, bestehend aus einer Platte, die an einer hin- und herbeweglichen Platte um eine etwa rechtwinklig zur Symmetrieachse der Platte liegende Drehachse schwenkbar ist um bei der Bewegung der Stange eine das Schiff antreibende Pendelbewegung auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Drehachse und der Anströmrand der Platte auf ein und derselben Seite des-auf der Symmetrieachse liegenden Schwerpunkts der Plattenfläche liegen, und dass ein zwischen der Drehachse und dem Anströmrand vorgesehener Puffer oder andere Anschlagsvorrichtung zwischen der Platte und einem mit dem Schiff verbundenen Teil so angebracht ist, dass er die Pendelbewegung der Platte begrenzt, wobei die Länge der Platte zwischen der Drehachse und dem Anströmrand so bemessen ist, dass dieser Anströmrand gegen die Schiffswand anliegt, wenn sich die Stange in ihrer äusseren Umkehrstellung und der Puffer in Anschlagstellung befinden.

2. Hilfsantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Drehglied zur Einstellung der genannten Drehachse in verschiedene WinkelStellungen in Bezug auf die Längsrichtung des Schiffes.

3· Hilfsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Kolbenmotor zum Bewegen der Stange.

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h. Hilfsantrieb nach Ansp-ruch 1 oder 2, gekennzeichnet düreh einen Umlaufmotor mit Kurbelgetriebe zum Bewegen der Stange*

5» Hilfsantrieb nach Anspruch 2, gekekennzeiehnet durch eine zur Längsführung der Stange dienende, drehbare Buchse, die mit einem Einstellglied zur Winkeleinstellung der Platte versehen ist.

6. Hilfsantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte eben,
gekrümmt oder gewölbt ist.

7. Hilfsantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenränder der Platte mit Leisten versehen sind, welche eine Strömung von der einen Seite der Platte zur anderen erschweren oder verhindern.

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