DE19746853A1

DE19746853A1 - Hochleistungs-Vollschweberuder

Info

Publication number: DE19746853A1
Application number: DE1997146853
Authority: DE
Inventors: Alfred Prof Dr Ing Dudszus
Original assignee: Dudszus Alfred
Current assignee: TBI TECHNOLOGIE-BERATUNGS-INSTITUT GMBH, 19061 SCH
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: DE19746853C2

Description

Die Erfindung betrifft Ruder mit vorzugsweise nur einer Ruderdrehlagerung für Wasserfahrzeuge mit hoher Konstruktionssicherheit der Drehlagerung, hoher Ruderwirksamkeit bei kursstabiler Fahrt und bei Rudermanövern.

Es existieren bereits verschiedene Lösungen von "Einlager-Rudern" ohne oder mit Ruderflossen verschiedener Ruder- und Düsenlagerungen sowie Betätigungsmechanismen der Flossen.

Zu den bekanntesten gehört das "Becker KSR-Ruder", bei dem zur Lagerung des Ruders ein schiffsfester Ruderpfosten mit Hohlbohrung im Ruderblatt die auf das Ruder wirkenden Kräfte und Momente weitgehend aufnimmt, so daß der Ruderschaft entlastet wird und vorwiegend das Drehmoment des Ruderantriebs zu übertragen hat.

Die hinsichtlich der Belastung vorteilhafte Lösung erfordert jedoch im Vergleich mit zweifach gelagerten Rudern zumindest im Bereich des in das Ruder hineinragenden Ruderpfostens ein dickeres Profil mit den entsprechenden hydrodynamischen Nachteilen und Belastbarkeitsgrenzen.

Die bekannten, den Rudern nachgeordneten starren sog. "Stabilisierungsflossen" verlagern hauptsächlich den Ruderkraft-Mittelpunkt zur Ruderachse und wirken kursstabilisierend, jedoch vermögen sie im allgemeinen nicht die Ablösung von Wirbeln bei großen Ruderwinkeln zu vermeiden.

Ruder und auch Ruderdüsen mit drehbaren Flossen erhöhen infolge der besseren Umströmung demgegenüber bedeutend die Ruderwirkung bei größeren Ruderanstellwinkeln. Bei den zeitlich häufigsten Fahrtzuständen werden zur Kursstabilisierung jedoch nur Ruderwinkel von wenigen Graden benötigt, so daß Flossenruder durch die zwangsweise Kopplung des Anstellwinkels des Hauptruders mit der Flosse zur "Übersteuerung" neigen.

Bei den praktisch ausgeführten Rudern mit nachgeordneten Flossen erfolgt die Flossenanstellung zwangsläufig mechanisch in Abhängigkeit von der Bewegung des Hauptruders, woraus bei Rückwärtsmanövern eine ungünstige Flossenstellung resultiert. Eine eigenständige aktive Flossenbetätigung ist dabei nicht möglich.

Die bisher gemachten Lösungsvorschläge, wie in der DE 31 01 042 und der DE 31 50 992 vorgestellt, versuchen diese Nachteile zu überwinden, jedoch benötigen sie dazu komplizierte Mechanismen im Ruderblatt, die im verfügbaren Raum schlecht unterzubringen, zu überwachen und instand zu setzen sind.

Eine einfache und zuverlässige, direkt gesteuerte Betätigung von Ruderflossen für übliche Kurskorrekturen gibt es bisher nicht.

Es ist das Ziel der Erfindung, zur weiteren Verbesserung der Schiffssicherheit und Wirtschaftlichkeit ein Schiffsrudersystem für höchste Belastungen zu schaffen, das mit geringem Montageaufwand montierbar und wahlweise mit Ruderflossen in "Folgesteuerung" oder "Aktivsteuerung" sowie weiteren propulsionsverbessernden Zusatzeinrichtungen ausrüstbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, für das Einlagerprinzip eines Vollschweberuders ein mit einem in den Ruderkörper hineinreichen Lagerungsbereich ausgerüsteten Ruderträger-Hohlsäule Rudersystem zu schaffen, das für nahezu alle Schiffstypen bis zu den höchsten Rudergrößen und Ruderbelastungen geeignet ist und das bei Bedarf mit einer aktiv steuerbaren Ruderflosse sowie mit Propulsionsverbesserungen durch Propulsionskörper und Satteldüsen ausrüstbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine kombinierte Ruderträger-Hohlsäule mit schiffsfestem Leitkopf und verstärktem unteren Lagerbereich geschaffen, die im unteren Bereich in den Ruderkörper soweit hineinragt, daß die Biegebelastung vermindert und die Montagen des Ruders und der Propellerwellen nicht behindert werden.

Die kombinierte Ruderträger-Hohlsäule mit festem Leitkopf und verstärktem Lagerbereich ist als eigenständiger Montagemodul ausgeführt und wird mit den Durchbrüchen in der Gillung und im Rudermaschinendeck sowie mit den Verbänden und Aussteifungen des Hinterschiffs verschweißt.

Für das erfindungsgemäße Hochleistungs-Vollschweberuder sind sowohl Dreh flügel-Rudermaschinen als auch Axialkolben-Rudermaschinen einsetzbar. Die Betätigung des Flossenantriebs erfolgt jeweils über eine Ruderpinne, als Gegenlager für den Aktiv-Flossenantrieb bzw. für die Folgesteuerung.

Die Verbindung des Ruderschaftes mit dem Ruderkörper des erfindungsgemäßen Vollschweberuders ist so gestaltet, daß zur Energierückgewinnung aus dem Propellernabenwirbel in Propellerhöhe ein Propulsionskörper zuordenbar ist. Des weiteren kann zur Propulsionsverbesserung, in Verbindung mit der Verminderung propellererregter Schwingungen, am festen Leitkopf des Hochleistungs-Vollschweberuders eine Satteldüse, siehe DE-Patent 41 38 281, oberhalb des Propellers angeordnet werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 beispielhaft ein Hochleistungs-Vollschweberuder ohne Flosse und Zusatzeinrich tungen, mit Ruderträger-Hohlsäule (1), festem Leitkopf (2) und verstärktem Hohl säulen-Lagerbereich (3), mit Schaftlager (6), Ruderschaft (5), drehbarer Ruderfläche im Propel lerstrahl unter der festen Leitflosse (10) und der drehbaren Ruderfläche oberhalb des Propellerstrahls hinter der Ruderträger-Hohlsäule und dem festen Leitkopf (11).

Fig. 2 die Ruderträger-Hohlsäule (1) mit festem Leitkopf (2), verstärktem Hohl säulen-Lagerbereich (3), Einschweißring am oberen Ende der Ruderträger-Hohlsäule (4), den Ruderschaft (5), das Ruderschaftslager (6), eine Flossen-Drehwelle (7), das Mantel rohr (8), die Flossendrehwellen-Flossenhebelkupplung und Lagerung der Flossen-Drehwelle (9).

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochleistungs-Vollschwebe ruders mit den vorgenannten Positionen und einer Aktiv-Ruderflosse mit Flossenbetäti gung aus dem Rudermaschinenraum. Es zeigen (12) die Flosse, (13) die Flossenlage rung, (14) die Ruderflossenpinne, (15) den unteren Flossen-Gleitschwenkarm, (16) den oberen Flossen-Hebelarm, (17) den Aktiv-Flossenantrieb und (18) das Gegenlager des Flossenantriebs an einer Pinne des Hauptruders.

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel des Hochleistungs-Vollschweberuders mit Aktivflosse (12), Ruderflossenpinne (14), unterem Flossen-Gleitschwenk-Hebelarm (15), Flossen-Drehwelle (7), oberem Flossen-Hebelarm (16) mit Aktiv-Flossenantrieb (17) und Gegen lager des Flossenantriebs an der Pinne des Hauptruders (18) für die beidseitige Kursstüt zung mit der Aktivflosse, wobei sich das Hauptruder in der günstigsten Strahlent drallungs-Ruhestellung befindet.

Fig. 5 die gekoppelten Stellungen des Hauptruders und der Aktivflosse bei Voraus-Fahrt bis in beidseitige Hart-Ruderlagen.

Fig. 6 Anstellungen der Aktiv-Flossensteuerung für Rückwärts- und Eisfahrten.

Bezugszeichenliste

1

Ruderträger-Hohlsäule

2

Fester Leitkopf

3

Verstärkter Hohlsäulen-Lagerbereich

4

Einschweißring am oberen Ende der Ruderträger-Hohlsäule

5

Ruderschaft

6

Schaftlager

7

Flossendrehwelle

8

Flossenmantelrohr

9

Flossendrehwellen-Flossenhebelkupplung, Gleitlagerung der Flossendrehwelle

10

Drehbare Ruderfläche im Propellerstrahl unter dem festen Leitkopf

11

Drehbare Ruderfläche oberhalb des Propellerstrahles hinter der Ruderträger-Hohlsäule und dem festen Leitkopf

12

Drehbare Ruderflosse (Flap)

13

Lagerungen der Ruderflosse

14

Ruderflossenpinne

15

Unterer Flossen-Gleitschwenkhebelarm

16

Oberer Flossenhebelarm

17

Aktivflossenantrieb und -steuerung

18

Gegenlager des Flossenantriebs an der Pinne des Hauptruders

Claims

1. Hochleistungs-Schweberuder für Schiffe, bestehend aus einem Ruderblatt und einer wahlweise an diesem angelenkten Flosse, wobei das Ruderkokerlager als Kragträger mit einer mittigen Innenlängsbohrung zur Aufnahme des Ruderschaftes für das Ruderblatt versehen ist und bis in das mit dem Ruderschaftende verbundene Ruderblatt hineinreichend ausgebildet ist, wobei zur Lagerung des Ruderschaftes ein Lager in der Innenlängsbohrung und im Endbereich des Ruderkokerlagers angeordnet ist, das mit seinem freien Ende in eine Ausnehmung, Einziehung oder dergl. in dem Ruderblatt hineinreicht, wobei der Ruderschaft in seinem Endbereich mit einem Abschnitt aus dem Ruderkokerlager herausgeführt und mit dem Ende dieses Abschnittes mit dem Ruderblatt verbunden ist und keine Lagerung zwischen dem Ruderblatt und dem Ruderkokerlager vorgesehen ist und die Verbindung des Ruderschaftes mit dem Ruderblatt oberhalb der Propellerwellenmitte liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ruderkokerlager von einem Mantelrohr als Trägerrohr bzw. als Trägersäule (1) gebildet wird und daß vor dem aus dem Schiffsboden auskragenden Teil der Trägersäule (1) in Fahrtrichtung gesehen ein fester Leitkopf (2) angeordnet ist, der fest mit der Trägersäule (1) und der Gillung sowie dem Schiffsboden verbunden ist, und daß die Trägersäule (1) in ihrem unteren Bereich, dem Lagerbereich (3), zur Aufnahme des Ruderschaftlagers (6) verstärkt ist und daß weiterhin die Trägersäule (1) mit dem unteren Ruderschaftlager (6) und dem Ruderschaft (5) bis an den Ruderflächenmittelpunkt des Hochleistungsruder in das Hochleistungsruder hineinragt und daß die Fläche des Hauptruders um die hinter dem festen Leitkopf (2) und der Trägersäule (1) liegende Ruderfläche vergrößert ist, so daß die gesamte drehbare Ruderfläche mit ihrem Ruderflächenschwerpunkt wesentlich nach oben verlagert ist.

2. Hochleistungs-Schweberuder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blatthöhe der Flosse in etwa der Höhe des vorderen vor dem Ruderdrehpunkt liegenden Ruderblatteiles des Hauptruders entspricht.

3. Hochleistungs-Schweberuder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flossendrehwelle (5) außerhalb und hinter dem Mantelrohr (1) gelagert ist.