DE1947016B2

DE1947016B2 - Thrusters for watercraft

Info

Publication number: DE1947016B2
Application number: DE19691947016
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Baer; Alexander Dipl.-Ing. Hofmann
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1969-02-28
Filing date: 1969-09-17
Publication date: 1973-10-31
Also published as: DE1947016A1; DE1947016C3

Description

ebene durch die Längsachse der Pumpcnwsüe (12, bereits bekannt, bei einer Bugsteuereinrichtung mit 12') liegt, wobei die in einer Normalebene zur einer Axialpumpe die Absperreinrichtung für einen Pumpenwellenachse gemessene, größte Austritts- sich verzweigenden Kanal, dessen Achsen in einer öffnung (15, 15') der drehbaren Absperrvorrich- 25 Ebene bleiben, derart auszubilden, daß sie einen tung (13, 13') kleiner oder höchstens gleich der drehbaren T-Stutzen bildet. Damit wird zwar eine Breite des sich zwischen den beiden Auslaßlei- vollkommene Absperrung erreicht, aber nachteilig tungen (16, 17 bzw. 16', 17') befindlichen unver- ist. daß die Axialpumpe ihr Leistungsmaximum bei drehbaren Gehäuseteiles (24. 24') ist. Nullfördermenge hat. Dies bedeutet, daß der An-plane through the longitudinal axis of the pump nozzle (12, already known, with a bow steering device 12 '), the shut-off device for a Pump shaft axis measured, largest outlet branching channel, its axes in a Opening (15, 15 ') of the rotatable Absperrvorrich- 25 level remain to be formed in such a way that they have a device (13, 13 ') less than or at most equal to the rotatable T-connector. This becomes a Width of the complete shut-off between the two outlet lines achieved, but disadvantageous services (16, 17 or 16 ', 17') located is not. that the axial pump is at its maximum performance rotatable housing part (24. 24 '). Has zero delivery rate. This means that the

2. Einrichtung zum Steuern eines Wasserfahr- 30 triebsmotor auf Grund der aufzubringenden höheren zeuges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- Leistung für die Pumpe bei Nullförderung, d.h. bei net, daß die Absperrvorrichtung (13. 13') mittels Absperrung der Austrittskanäle bzw. beim Umsteueines Kolbentriebes (14, 22, 23 bzw. 14', 22', em von Steuerbord nach Backbord, stärker dimen-23') um den obengenannten Winkel verstellbar sioniert sein muß. was einen höheren Aufwand erforist. 35 dert und sich insbesondere auch auf seine Baugröße2. Device for controlling a water propulsion motor on the basis of the higher to be applied tool according to claim 1, characterized marked- power for the pump at zero delivery, i.e. at net that the shut-off device (13, 13 ') by shutting off the outlet channels or when reversing one Piston drive (14, 22, 23 or 14 ', 22', em from starboard to port, more dimen-23 ') must be sioned adjustable by the above angle. which requires more effort. 35 changes and in particular also on its size

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2. da- auswirkt.3. The device according to claim 1 or 2 has an effect.

durch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal Bei allen diesen bekannten Bauweisen solchercharacterized in that the flow channel in all of these known designs of such

(10, 10') mit dem Pumpenlaufrad (18, 18'), die Strahlruder ist das Kanalsystem horizontal angeord-Auslaßleitungen (16, 17 bzw. 16', 17') und die net. Diese horizontale Anordnung des Kanalsystems Absperrvorrichtung (13, 13') in an sich bekann- 40 hat den Nachteil, daß sie einen verhältnismäßig groter Weise in einem Bugwulst (11, 11') des Was- ßen Teil des Bugraumes beansprucht und deswegen serfahrzeuges angeordnet sind. ziemlich hoch über Kiel angeordnet werden muß, um(10, 10 ') with the pump impeller (18, 18'), the thruster is the channel system horizontally angeord-outlet lines (16, 17 or 16 ', 17') and the net. This horizontal arrangement of the sewer system Shut-off device (13, 13 ') in itself known 40 has the disadvantage that it is a relatively larger Way in a bulge (11, 11 ') of the water part of the bow space is claimed and therefore are arranged serfahrzeuges. must be placed fairly high above keel in order to

eine zur Unterbringung der Ausströmkanäle ausreichende Spantbreite zu erhalten. Auch erfordert dieto obtain a frame width sufficient to accommodate the outflow channels. Also requires that

45 Unterbringung des Verstellantriebes für die Absperrvorrichtung bzw. die Absperrvorrichtungen zusätzlich wertvollen Raum im Schiffskörper.45 Additional accommodation of the adjustment drive for the shut-off device or shut-off devices valuable space in the hull.

Die Erfindung betrifft ein Strahlruder der im Ober- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ein-The invention relates to a thruster in the upper part of the invention is based on the object

begriff des Hauptanspruches näher bezeichneten Art gangs genannten Einrichtungen zum Steuern eines für Wasserfahrzeuge. 50 Wasserfahrzeuges raumsparend auszubilden, wobeiterm of the main claim specified type of devices for controlling a for watercraft. Train 50 watercraft space-saving, with

Solche Strahlruder sind beispielsweise in Form zum Lenken und Absperren des Austrittsstrahles eineines zur Schiffsmittelebene quergerichteten Kanals fache Vorrichtungen verwendet werden können,
im Schiffsbug angeordnet. In dem Querkanal ist da- Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anbei ein umsteuerbarer Propeller eingebaut (deutsche Spruches 1 wird diese Aufgabe gelöst.
Patentschrift 883 098). Es ist auch bekannt, den im 55 Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 740 709 ist Vorschiff angeordneten Kanal T-förmig auszubilden. es zwar bekannt, als Steuervorrichtung einen Quer-Dabei ist die Eintrittsöffnung im Vordersteven des kanal vorzusehen, dessen beide Hälften leicht abSchiffes angeordnet und führt zu einem in Schiffs- wärts geneigt verlaufen und in dem eine Pumpe anlängsrichtung führenden waagerechten Eintrittskanal, geordnet ist. Es sind keine Absperreinrichtungen vorin dem das Pumpenlaufrad angeordnet ist. Ilinlcr 60 handen. Die Neigung der Kanalhälften dient lediglich dem Pumpenlaufrad mündet der Eintrittskanal in der quergestellten Anordnung des Antriebes,
einen den Schiffsrumpf durchquerenden Ausström- Durch die Kombination der erfindungsgemäßenSuch thrusters are, for example, in the form of devices that can be used to steer and shut off the outlet jet in a canal transverse to the ship's center plane,
arranged in the ship's bow. A reversible propeller is built into the transverse channel due to the characteristic features of the enclosed (German proverb 1, this task is achieved.
Patent specification 883 098). It is also known to design the channel arranged in the foredeck in a T-shape. Although it is known to provide a transverse control device as a control device, the inlet opening is to be provided in the fore stem of the channel, the two halves of which are arranged slightly from the ship and lead to an inclined in the ship direction and in which a pump is arranged in the longitudinal direction of the horizontal inlet channel. There are no shut-off devices in front of which the pump impeller is arranged. Ilinlcr 60 hands. The inclination of the channel halves only serves the pump impeller, the inlet channel ends in the transverse arrangement of the drive,
an outflow traversing the ship's hull through the combination of the invention

kanal, dessen Austrittsöffnungen durch Türen ein- Merkmale läßt sich die Einrichtung raumsparend zein verschließbar sind (deutsche Auslegeschrift ausbilden. Insbesondere können auch durch die Aus-506 771). Weiterhin ist bekannt, eine solche Steuer- 65 bildung des Strömungskanals und die gemeinsame einrichtung in einem am Schiffskörper angesetzten Absperrvorrichtung einfache platzsparende Antriebe Wulst anzuordnen und die beiden Ausströmkanäle zum Öffnen bzw. Schließen der Auslaßöffnungen mit sanfter Krümmung an den Eintrittskanal anzu- vorgesehen werden, da der Verschiebeweg bzw.canal, the outlet openings of which are through doors zein are lockable (develop German interpretation. In particular, Aus-506 771). It is also known that such a control 65 formation of the flow channel and the common installation in a shut-off device attached to the hull, simple space-saving drives To arrange bead and the two outflow channels for opening and closing the outlet openings to be provided with a gentle curvature on the inlet channel, as the displacement or

Schwenkwinkel der gemeinsamen Absperrvorrich- Vertikalebene durch die Längsachse der Pumpentung beträchtlich kleiner ist als bei der Anordnung welle 12 in dem Bugwulst 11 angeordnet sind. Die in der Ausströmkanäle in Höhe der Pumpenwelle. Ins- einer Normalebene zur Pumpenwelle 12 gemessene besondere erlaubt eine solche Ausbildung des Strö- größte Lichtweite des Austrittsstutzens de«, Spiralgemungskanals, daß zum Umsisuern von der einen auf 5 häuses 13 ist etwas kleiner als die Breite des zwidie andere Auslaßöffnung das koaxial zur Pumpen- sehen den beiden Austrittskanälen 16, 17 befindliwelle angeordnete Absperrorgan nur um einen be- chen Teils 24 des Bugwulstes 11, so daß die Austrittsträchtlich unter 180° betragenden WinKelweg ver- öffnung 15 des Spiralgehäuse« 13 in der Mittelsteldreht zu werden braucht. Durch die erfindungsge- lung von der radial inneren Zylinderfiäche 25 des mäße Auslegung der Austrittsöffnung wird eine voll- io Teils 24 des Bugwulstes 11 abgedeckt ist. Bei dieser kommene Absperrung erreicht, wobei durch die An- Ausbildung der Absperrvorrichtung als Spiralgeordnung eines Radialpumpenrades mit axialem Ein- häuse beträgt der Schwenkwinkel zwischen den beitritt, einer sogenannten Radialpumpe, deren Lei- den Endstellungen etwa 120°, so daß das Spiralgestungsmaximum bei Nullförderung niedriger als in häuse 13 mittels eines im unteren Teil des Bugwulihrem Auslegungspunkt ist, ein Antriebsmotor gerin- 15 stes 11 angeordneten hydraulischen Schwenkservogerer Leistung erforderlich ist. Bei stillgelegter motors 14 geschwenkt werden kann. Zu diesem Steuereinrichtung ergeben sich damit keine Wir- Zweck ist eine Kolbenstange 23 des Schwenkservokungsgradverluste, und der Antriebsmotor nimmt ne- motors 14 an einem die Pumpenwelle 12 hülsenartig ben dem weiteren Vorteil, daß er das Bordnetz gerin- umschließenden, mit dem Spiralgehäuse 13 fest verger belastet, weniger Raum ein. 20 bundenen Hebel 22 angelenkt (F i g. 3).Pivot angle of the common shut-off device vertical plane through the longitudinal axis of the pump vent is considerably smaller than in the arrangement shaft 12 in the bulge 11 are arranged. In the the outflow channels at the height of the pump shaft. Measured in a plane normal to the pump shaft 12 special allows such a design of the flow largest clear width of the outlet nozzle de «, Spiralgemungskanals, that for Umsisuern from one to 5 house 13 is slightly smaller than the width of the two The other outlet opening is located coaxially with the pump shaft, see the two outlet channels 16, 17 arranged shut-off device only around a flat part 24 of the bulge 11, so that the outlet is noticeable At an angle of 180 °, the opening 15 of the volute casing «13 rotates in the middle needs to become. Due to the invention of the radially inner cylinder surface 25 of the According to the design of the outlet opening, a fully io part 24 of the bulge 11 is covered. At this coming shut-off achieved, with the formation of the shut-off device as a spiral arrangement of a radial pump impeller with an axial housing, the swivel angle is a so-called radial pump, the end positions of which are about 120 °, so that the spiral formation maximum with zero delivery, lower than in housing 13 by means of one in the lower part of the Bugwulihrem The point of design is a drive motor with the smallest 11 arranged hydraulic swivel servo devices Performance is required. When the motor 14 is shut down, it can be pivoted. To this Control device so that no we- purpose is a piston rod 23 of the pivot servokungsgradverluste, and the drive motor takes the motor 14 on one of the pump shaft 12 like a sleeve has the further advantage that it firmly verger the on-board network with the spiral housing 13, which encloses the electrical system loaded, less space. 20 linked lever 22 articulated (F i g. 3).

Dadurch, daß der Verschwenkwinkei üci Absperr- Bei der in ähnlicher Weise aufgebauten Einrich-The fact that the pivoting angle üci shut-off In the similarly constructed device

einrichtung beträchtlich kleiner als ISO ist, kann in tung nach den Fig.4 und5 besitzt das im Strö-device is considerably smaller than ISO, in the device according to Figs.

weiterer Ausgestaltung der Erfindung ohne weiteres mungskanal 10' angeordnete Pumpenlaufrad 18'further embodiment of the invention without further flow channel 10 'arranged pump impeller 18'

ein Kolbentrieb als hydraulischer Servomotor für die ebenfalls axialen Eintritt und radialen Austritt, je-a piston drive as a hydraulic servomotor for the axial entry and radial exit, each

Umsteuerung verwendet werden. 25 doch ist der Boden 9 des Pumpenlaufrades 18' imReversal can be used. 25 but the bottom 9 of the pump impeller 18 'is in

Eine solche Steuereinrichtung kann nicht nur Durchmesser etwas kleiner als dessen Außenkranz 8. raumsparend im Bug eines Schiffes mit geradem Der Austritt des Wasserstromes wird durch eine öff-Vorsteven untergebracht werden, sondern auch — in nung im Mantel einer dem Umriß des Pumpenlaufraweiterer Ausbildung der Erfindung — in mindestens des 18' angepaßten, als Hohlkegel 13' ausgebildeten ebenso vorteilhafter Weise in einem am Schiffskörper 30 Büchse mit offener Grundfläche und mit einer den angebauten Wulst. Ein solcher Wulst kann beispiels- Boden 9 abdeckenden Deckplatte 7 eingestellt. Diese weise ein vor dem Vorsteven angeordneter Bugwulst hohlkegelige Büchse ist im Bugwulst 11' um die sein; er kann aber auch als ein über die Spanten seit- Pumpenwelle IT schwenkbar angeordnet und mit lieh hinausragender Wulst ausgebildet sein. Im letzte- einer die Pumpenwelle 12' umschließenden, an der ren Falle ist es auch möglich, auf jeder Seite des 35 Deckplatte 7 befestigten und als Hebel 22' ausgebil-Schiffsrumpfes einen solchen Wulst vorzusehen und deten Hülse versehen. Der Schwenkwinkel der hohlmit jeweils einer eigenen Pumpe auszurüsten. kegeligen Büchse von der einen in die andere End-Die Steuereinrichtung wird im folgenden an Hand stellung beträgt etwa 12CT, so daß ein im Unterteil der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt des Bugwulstes 11' angeordneter hydraulischerSuch a control device can not only have a diameter slightly smaller than its outer rim 8. Space-saving in the bow of a ship with straight The exit of the water flow is through an open stem be accommodated, but also - in the mantle of the outline of the pump runner Formation of the invention - in at least the 18 'adapted, designed as a hollow cone 13' also advantageously in a box on the hull 30 with an open base and with one of the attached bead. Such a bead can, for example, set the cover plate 7 covering the floor 9. These wise a bow bead arranged in front of the stem, hollow conical bushing is in the bow bead 11 'around the be; But it can also be arranged so that it can be swiveled over the ribs and with the pump shaft IT lent protruding bead be formed. In the last one of the pump shaft 12 'surrounding the Ren case, it is also possible on each side of the 35 cover plate 7 attached and as a lever 22 'designed ship hull to provide such a bead and provided the sleeve. The swivel angle of the hollow with to equip each with its own pump. tapered bushing from one end to the other end-die Control device is in the following on hand position is about 12CT, so that one in the lower part the drawing described in more detail. It shows the bead 11 'arranged hydraulically

Fig. 1 eine in einem Wulst eingebaute Steuerein- 40 Schwenkservomotor 14' mit seiner am Hebel 22' anrichtung im Querschnitt nach Ebene I-I der Fig. 2 gelenkten Kolbenstange 23' das Schwenken der hohlmit Spiralgehäuse als Absperrvorrichtung, kegeligen Büchse von der einen Endstellung in die1 shows a control unit 40 swivel servomotor 14 'installed in a bead with its device on the lever 22' in cross section according to plane I-I of FIG. 2, the pivoting of the hollow with the piston rod 23 ' Spiral casing as a shut-off device, conical bushing from one end position to the

F i g. 2 die Steuereinrichtung nach F i g. 1 im andere besorgt. An Stelle des in F i g. 5 dargestelltenF i g. 2 the control device according to FIG. 1 i'm concerned about the other. Instead of the in FIG. 5 shown

Längsschnitt nach Ebene H-II der Fi g. 1, Pumpenlaufrades 18' kann die Einrichtung auch mitLongitudinal section according to level H-II of Fi g. 1, the pump impeller 18 'can also be used with the device

Fig.3 einen Querschnitt nach Ebene III-III der 45 einem Pumpenlaufrad von der in Fig. 1 gezeigten3 shows a cross section according to plane III-III in FIG. 45 of a pump impeller of the one shown in FIG

Steuereinrichtung nach F i g. 2, Bauweise und dementsprechend einer zylindrischenControl device according to FIG. 2, construction and, accordingly, a cylindrical

F i g. 4 eine Steuereinrichtung nach F i g. 5 im Büchse zum Einstellen des Wasserstromes versehenF i g. 4 a control device according to FIG. 5 provided in the sleeve for adjusting the water flow

Querschnitt nach Ebene IV-IV mit einer als kegeli- sein,Cross-section according to level IV-IV with one being conical,

ger Hohlkörper ausgebildeten Absperrvorrichtung, Der Schwenkwinkel des Hohlkegels 13' beträgt beiger hollow body formed shut-off device, the pivot angle of the hollow cone 13 'is at

Fi g. 5 einen Längsschnitt nach Ebene V-V der in 50 dieser Bauweise etwa 120", d. h. soviel, wie der Win-Fi g. 5 shows a longitudinal section along plane V-V which, in this construction, is about 120 ", i.e. as much as the wind

F i g. 4 dargestellten Steuereinrichtung. kelabstand der Längsachsen der beiden Auslaßlei-F i g. 4 shown control device. distance between the longitudinal axes of the two outlet ducts

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Bauweise tungen 16', 17' am Eintritt ausmacht. Man kann den einer in einen Bugwulst 11 eingebauten Steuerein- Schwenkwinkel der Absperrvorrichtung bei dieser richtung weist einen Strömungskanal 10 und in die- Ausbildung des Strömungskanals beschränken. Diesem ein Pumpenlaufrad 18 mit axial-radialer Durch- 55 ser kleinere Winkel übersteigt etwas jenen Winkel, strömung auf, bei welchem also die Umlenkung des welchen vom Spurpunkt der Längsachse der Pum-Wasserstrahles aus der axialen Eintrittsrichtung in penwelle 12' in einer Normalebene zu dieser ausgedie radiale Austrittsrichtung bereits im Pumpenlauf- hende Fahrstrahlen einschließen. Die Fahrstrahlen rad selbst erfolgt. Dieses Pumpenlaufrad 18 ist in führen zu dem Rand der Auslaßöffnung 15' am einem um seine Antriebswelle 12 schwenkbaren Spi- 60 Mantel des Hohlkegels oder Hohlzylinders, und die ralgehäuse 13 angeordnet. Dieses Spiralgehäuse 13 genannte Normalebene wird so gelegt, daß dieser nimmt den Förderstrom des Pumpenlaufrades 18 auf Winkel der Fahrstrahlen den größten Wert annimmt, und führt ihn der Austrittsöffnung 15 zu. welche in Wenn man nun in dem Mantel des Hohlkegels 13' jeder der beiden Endstellungen des Spiralgchäuses 13 bzw. Hohlzylinders eine zweite solche Auslaßöffnung mit der Eintrittsöffnung der Austrittskanäle 16 bzw. 65 vorsieht, welche der Auslaßöffnung 15' angenähert 17 in Deckung ist. Die Form des Austrittsstutzens diametral gegenüberliegt, dann braucht der Schwenkdes Spiralgehäuses 13 bringt es mit sich, daß die Aus- winkel des Hohlkegels 13' bzw. Hohlzylinders nur trittskanäle 16, 17 unsymmetrisch mit Bezug auf die den Winkel zwischen den genannten FahrstrahlenThe in the F i g. 1 and 2 construction shown lines 16 ', 17' makes up at the entrance. One can a built in a bulge 11 control swivel angle of the shut-off device in this direction has a flow channel 10 and restrict in the formation of the flow channel. This one a pump impeller 18 with an axial-radial diameter 55 this smaller angle slightly exceeds that angle, flow, in which so the deflection of which from the track point of the longitudinal axis of the pumping water jet from the axial entry direction in penwelle 12 'in a normal plane to this ausie Radial exit direction already include driving rays in the pump. The rays rad itself is done. This pump impeller 18 is in lead to the edge of the outlet opening 15 'on a pivotable about its drive shaft 12 Spi- 60 jacket of the hollow cone or hollow cylinder, and the ral housing 13 arranged. This spiral housing 13 called normal plane is placed so that this takes the flow rate of the pump impeller 18 at the angle of the driving beams assumes the greatest value, and leads it to the outlet opening 15. which in If one is now in the jacket of the hollow cone 13 ' each of the two end positions of the spiral housing 13 or hollow cylinder has a second such outlet opening with the inlet opening of the outlet channels 16 and 65, which approximates the outlet opening 15 ' 17 is under cover. The shape of the outlet connection is diametrically opposed, then the Schwenkdes needs Spiral housing 13 means that the angle of the hollow cone 13 'or hollow cylinder only canals 16, 17 asymmetrically with respect to the angle between the said driving rays

um ein geringes Maß zu überschreiten, nämlich um soviel, wie für die Dichtungsfläche benötigt wird. Dazu muß der zwischen den einander am nächst befindlichen Punkten der Ränder dieser beiden Auslaßöffnungen vorhandene Abstand — auf dem Mantelumfang gemessen — gleich der größten in Umfangsrichtung gemessenen Lichtweite einer dieser Auslaßöffnungen plus dem in Umfangsrichtung gemessenen Abstand der Eintrittsöffnungen der beiden Auslaßleitungen 16', 17' plus der Dichtleistenbreite sein.to exceed a small amount, namely by as much as is required for the sealing surface. For this purpose, the point between the points closest to each other must be the edges of these two outlet openings existing distance - measured on the circumference of the jacket - equal to the largest in the circumferential direction measured width of one of these outlet openings plus that measured in the circumferential direction Distance between the inlet openings of the two outlet lines 16 ', 17' plus the width of the sealing strip.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

conclude. In each outflow channel a twisting patent claims: face closure flap is arranged, which is in the fully open position in the direction of flow, in

1. Thruster for a watercraft with the closed position of the outflow channel in question an outlet jet that seals off a pump run 5 tightly (German utility model rad is generated, which is stationary in a Strö- 1 983 425).

In the German Auslegeschrift 1 054141 is a

chen in the longitudinal direction of the watercraft has bow control device with an axial pump accumulating inlet section and which shows with horizontal channel guidance and one branches into two outlet lines, which a branching channel with a common, coaxially to the pump shaft rotatable shut-off device axially rotatable to the pump shaft -Shut-off device for steering and blocking device for the branching canal. The disadvantage is that the outlet jet is assigned, characterized in that the two outlet channels are not fully identified, that the pump impeller men can be shut off. If the shut-off device (18, 18 ') is in the central position as a radial pump impeller with an axial inlet, that is, if there is no step and the outlet lines control forces are desired, the water jet (16, 17 or 16', 17 ') in the projection onto an evenly on both sides of the ship. This causes a normal plane to the axis of the pump shaft (12, slightly a loss of efficiency, since the 12 ') a continuously exiting transverse jet between 60 and 150 ° enclose the flow at angles, preferably an angle 20, the side walls of the ship are disturbed,
of 120 °, which is symmetrical to a vertical By the Soviet patent specification 104 814 it is