DE1994275U - Steuereinrichtung fuer schiffe. - Google Patents

Description

Die Erfindung befasst sich mit einer Anordnung an der Steuereinrichtung für Schiffe, bestehend aus einem zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Schiffsrumpfes querverlaufenden Tunnel mit darin angebrachtem Antriebsorgan für die Steuerbewegung.

Steuereinrichtungen dieser Art werden u.a. in der schwedischen Patentschrift Nr. 191.477 und in der deutschen Patentschrift DBP 1.048.181 beschrieben. Eine solche Steuereinrichtung ist für gewöhnlich im Vorschiff angebracht, aber eine Placierung im Achterschiff kommt ebenfalls vor sowie der Fall, dass man zwei derartige Steuereinrichtungen verwendet, wobei eine im Vorschiff und die zweite im Achterschiff untergebracht wird.

Steuereinrichtungen der obengenannten Art verbessern die Steuerfähigkeit des Schiffes wesentlich bei geringer Schiffsgeschwindigkeit, aber es ist bekannt, dass die Wirkung dieser Steuereinrichtungen stark nachlässt, wenn das Schiff die Geschwindigkeit erhöht. Man hat versucht, die Steuerfähigkeit durch das Anbringen von Klappen oder Drosselklappen zu verbessern, die drehbar in den Tunnelöffnungen oder unmittelbar innerhalb derselben gelagert sind und in erster Linie dazu dienen, den austretenden Propellerstrahl in geeigneter Richtung abzulenken und auch in gewissem Masse die Anströmung zu dem im Tunnel befindlichen Antriebsorgan für die Steuerbewegung zu verbessern. Mit der vorliegenden Erfindung wird beabsichtigt, die Wirkung der betreffenden Steuereinrichtungen besonders bei höheren und mittelmässigen Schiffsgeschwindigkeiten zu verbessern.

Ein quer
<NichtLesbar>
oder in einem anderen geeigneten Winkel zur Mittellinie des Schiffes placierter Schirm an der hinteren Kante der Tunnelöffnung, die in dem Augenblick den Zufluss für das im Tunnel befindliche Antriebsorgan für die Steuerbewegung darstellt, verbessert die Wirkung der Steuereinrichtung beträchtlich, sowie das Schiff im Wasser Fahrt macht.

Die Erfindung wird gekennzeichnet durch eine Steueranordnung, die aus einem zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Schiffsrumpfes querverlaufenden Tunnel mit darin angebrachtem Antriebsorgan für die Steuerbewegung besteht und mit Schirmen versehen ist, die bei Nichtanwendung der Steuereinrichtung in den Schiffsrumpf eingezogen oder an die Aussenhaut angelegt werden und so den geringstmöglichen Widerstand im Wasser bieten, wenn sich das Schiff bewegt. Wird die Steuereinrichtung benutzt, ist einer der Schirme von der Rumpfseite ausgestellt und bildet eine im Verhältnis zur Bewegungsrichtung des Schiffes hauptsächlich quergestellte Ebene, die, in der betreffenden Bewegungsrichtung gesehen, unmittelbar hinter der Tunnelöffnung liegt, die den Zufluss zu dem im Tunnel gelegenen Antriebsorgan für die Steuerbewegung darstellt.

Ist die Steuereinrichtung im Vorschiff gelegen, soll bei Vorwärtsfahrt zur Steuerung nach Backbord der Backbordschirm und zur Steuerung nach Steuerbord der Steuerbordschirm ausgefahren werden. Ist die Steuereinrichtung im Achterschiff gelegen, soll bei Vorwärtsfahrt zur Steuerung nach Backbord der Steuerbordschirm und zur Steuerung nach Steuerbord der Backbordschirm ausgefahren werden.

Bezüglich eingehenderer Beschreibung der Erfindung und ihrer Wirkungsweise wird auf die anliegenden Zeichnungen hingewiesen. Abb. 1 zeigt schematisch eine Steuereinrichtung der bisher bekannten Art sowie die Strömungs- und Druckverhältnisse, die bei Vorwärtsfahrt des Schiffes während Backbordgierung auftreten. Abb. 2 zeigt schematisch eine Steuereinrichtung gemäss Erfindung sowie die Strömungs- und Druckverhältnisse, die bei Vorwärtsfahrt des Schiffes während Backbordgierung auftreten. Abb. 3 zeigt schematisch ein Schiff mit zwei Steuereinrichtungen gemäss Erfindung, eine im Vorschiff und eine im Achterschiff, sowie die Strömungs- und Druckverhältnisse, die bei Vorwärtsfahrt des Schiffes während Backbordgierung auftreten. Abb. 4 zeigt schematisch dasselbe Schiff wie in Abb. 3, aber bei Rückwärtsfahrt während Backbordgierung. Abb. 5a und 5b zeigen die prinzipielle Konstruktion und den Einbau eines ausfahrbaren Schirmes. Abb. 6 zeigt eine günstige Schirmform bei kreisrunder Tunnelöffnung.

Abb. 7 zeigt eine günstige Schirmform bei rechteckiger Tunnelöffnung. Abb. 8a und 8b zeigen eine Form der Ausführung eines herausklappbaren Schirmes. Abb. 9a, 9b und 9c zeigen eine andere Form der Ausführung eines herausklappbaren Schirmes.

Lt. Abb. 1 ist der Vorderteil eines Schiffsrumpfes 1 mit einer Steuereinrichtung bereits bekannter Art versehen, bestehend aus einem Propeller 3, der in einem im Verhältnis zur Längsrichtung des Schiffes querverlaufenden Tunnel 5 mit Öffnungen 7 und 9 an den Seiten des Schiffsrumpfes angebracht ist. Die Steuereinrichtung wirkt, wenn der Propeller 3 angetrieben wird, Wasser durch den Tunnel 5 zu pumpen. Dabei wirkt eine Reaktionskraft K1 in Richtung des Tunnels 5 auf den Schiffsrumpf 1 und strebt danach, diesen seitlich zu drehen. Bei einer Backbordgierung wird der Propeller 3 angetrieben, Wasser nach Steuerbord zu pumpen, wobei die Reaktionskraft K1 nach Backbord gerichtet ist. Bei der Gierung des Schiffsrumpfes 1 nach Backbord entsteht im Wasser entlang der Backbordseite des Vorschiffes eine Druckerhöhung, auf der Abbildung mit Pluszeichen angegeben, die gegen den Schiffsrumpf 1 gerichtete Druckkräfte K2 und K3 erzeugt. Im Wasser tritt entlang der Steuerbordseite des Vorschiffes eine auf der Abbildung mit Minuszeichen bezeichnete Drucksenkung auf, die die Kräfte K4 und K5 verursacht, die vom Schiffsrumpf 1 weg gerichtet sind. Die Kräfte K2, K3, K4 und K5 an den Seiten des Schiffsrumpfes 1 wirken somit in dem oben beschriebenen Fall der ganzen Reaktionskraft K1 entgegen und reduzieren mithin die Wirkung der Steueranordnung.

Lt. Abb. 2 ist der Vorderteil eines Schiffsrumpfes 1 mit einer Steuereinrichtung gemäss Erfindung versehen, bestehend aus einem Propeller 3, der in einem im Verhältnis zur Längsrichtung des Schiffes querverlaufenden Tunnel 5 mit Öffnungen 7 und 9 in den Seiten des Schiffsrumpfes angebracht ist, sowie Schirmen 11. An der hinteren Kante der Tunnelöffnung 7 wird einer der Schirme 11, angebracht in einer im Verhältnis zur Längsrichtung des Schiffes hauptsächlich quergestellten Ebene, gezeigt. Wenn der Propeller 3 angetrieben wird, Wasser durch den Tunnel 5 nach Steuerbord zu pumpen, bewirkt die Reaktionskraft K1 eine Gierbewegung nach Backbord. Während der Vorwärtsfahrt des Schiffes wird der Schirm 11 aufgrund des Wasserwiderstandes gegen denselben von einer Kraft K6 beeinflusst, die durch ihren Momentarm A ein Giermoment nach Backbord bewirkt. Unmittelbar hinter dem Schirm 11 entsteht im Wasser eine Drucksenkung, die eine von der Schiffsseite weg gerichtete Kraft K7 auf der Backbordseite des Vorschiffes verursacht, welche gleichzeitig zu einer Gierbewegung nach Backbord führt. Das Vorschiff wird darüber hinaus von den der Gierbewegung entgegenwirkenden Kräften K2, K4 und K5 beeinflusst, wie dies in dem lt. Abb. 1 beschriebenen Beispiel angegeben ist. Der Schirm 11 wirkt somit während der Fahrt des Schiffes auf folgende drei Arten:

1) Er verbessert die Wasserzuströmung zum Tunnel 5, wodurch die Reaktionskraft K1 zunimmt. 2) Durch den Wasserwiderstand, den er bildet, bewirkt er eine Kraft K6, die ein Giermoment verursacht. 3) Durch eine Drucksenkung im Wasser entlang der Schiffsseite unmittelbar hinter dem Schirm bewirkt er eine Kraft K7, die ein Giermoment verursacht.

Abb. 3 zeigt ein mit zwei Steuereinrichtungen gemäss Erfindung versehenes Schiff, eine im Vorschiff und die andere im Achterschiff. Bei Vorwärtsfahrt des Schiffes während einer Backbordgierung wirkt die Steuereinrichtung im Vorschiff so wie in Verbindung mit Abb. 2 beschrieben. An der Steuereinrichtung im Achterschiff soll hierbei, wie zuvor erwähnt, der Steuerbordschirm 11 ausgefahren werden. Die Steuereinrichtung im Achterschiff wirkt auf den Schiffsrumpf 1 durch Giermomente, die von der Reaktionskraft K1 vom Propeller 3 und einer Kraft K8 hinter dem Schirm 11 verursacht werden. Der Schirm 11 wird jedoch einer Kraft K9 ausgesetzt, die durch ihre Richtung im Verhältnis zum Gierungsmittelpunkt des Schiffes der Gierbewegung entgegenwirkt.

Abb. 4 zeigt ein mit zwei Steuereinrichtungen gemäss Erfindung versehenes Schiff, eine im Vorschiff und eine im Achterschiff. Die hintere Steuereinrichtung ist in diesem Fall ebenfalls mit Schirmen 13 an der Vorderkante der Tunnelöffnungen 7 und 9 versehen, die sich in eine im Verhältnis zur Längsrichtung des Schiffes hauptsächlich quergestellte Ebene bringen lassen. Bei Rückwärtsfahrt des Schiffes während einer Backbordgierung wird der Schirm 13 in Betriebsstellung gebracht, wobei auf ihn eine Kraft K10 wirkt und gleichzeitig erreicht wird, dass der Schiffsrumpf 1 vor dem Schirm 13 von einer Kraft K11 beeinflusst wird, welche beide - zusammen mit der Reaktionskraft K1 vom Propeller 3 - dem Schiffsrumpf ein Giermoment versetzen.

Abb. 5a und 5b zeigen die prinzipielle Konstruktion eines ausfahrbaren Schirms 11 und seinen Einbau in den Schiffsrumpf 1. Der Schirm 11 ist hinter dem Tunnel 5 angebracht und lässt sich mit Hilfe eines Servomotors 15 durch die Schiffsseite ausfahren oder einziehen in einem solchen Winkel Alpha im Verhältnis zu dieser, dass die Wirkung des Schirmes in ausgefahrener Stellung maximal wird. Der Schirm 11 wird am besten auf Führungsschienen 17 gelagert, die die auf den Schirm wirkenden Kräfte aufnehmen, so dass sie den Servomotor 15 nicht belasten. Der Servomotor 15 kann auf verschiedene Arten ausgeführt werden, z.B. als hydraulischer oder pneumatischer Servomotor oder als E-motorgetriebene Schraube.

Abb. 6 zeigt den als halbzylindrisches Mantelblech ausgeführten Schirm 11, konzentrisch mit einer kreisrunden Tunnelöffnung 7 und hinter dieser placiert.

Abb. 7 zeigt den plan ausgeführten Schirm 11 im Anschluss an eine rechteckige Tunnelöffnung 7.

Abb. 8a und 8b zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der sich der Schirm 11 um eine Achse 19 drehen lässt, die hauptsächlich parallel mit der Aussenhaut verläuft. Wird der Schirm 11 nicht zur Steuerung benutzt, befindet er sich eingeschwenkt in einer Vertiefung 21 in der Schiffsseite. Das Aus- und Einschwenken des Schirmes 11 geschieht mit Hilfe von Kurbelarmen 23, die an einen Achsialservomotor 25 angeschlossen sind. Anstatt des Achsialservomotors 25 und der Kurbelarme 23 kann ein Drehservomotor an die Welle 19 angeschlossen werden, oder ein solcher Drehservomotor kann selbst die Welle 19 bilden.

Abb. 9a, 9b und 9c zeigen eine weitere Form der Ausführung einer Steuereinrichtung gemäss Erfindung, bei welcher die schwenkbaren Schirme 11, wenn die Steuereinrichtung nicht benutzt wird, die Tunnelöffnungen 7 und 9 überdecken können, wodurch der Widerstand der Tunnelöffnungen, wenn das Schiff mit hoher Geschwindigkeit fährt, gemindert wird. Jeder Schirm 11 ist mit Wellen 27 und 29 und Gelenken 31 an der hinteren Kante der Tunnelöffnungen 7 und 9 mit dem Schiffsrumpf 1 verbunden. Die Drehbewegung um die Wellen 29 wird durch Achsialservomotoren oder Drehservomotoren erzeugt und die Drehbewegung um die Wellen 27 am besten durch Drehservomotoren. Wird die Steuereinrichtung nicht benutzt und überdecken die Schirme 11 die Tunnelöffnungen 7 und 9, so sind die Schirme am besten mit Sicherungsanordnungen 33 zu sichern. Abb. 9a zeigt einen Schirm 11, der die Tunnelöffnung 7 bedeckt, wenn die Steuereinrichtung nicht benutzt wird.

Abb. 9b zeigt die Stellungen, die die Schirme 11 einnehmen sollen, wenn das Schiff während einer Backbordgierung vorwärts fährt. Abb. 9c zeigt die Stellung, die die beiden Schirme 11 an den Tunnelöffnungen 7 und 9 einnehmen sollen, wenn das Schiff mit der Steuereinrichtung in Anwendungsbereitschaft vorwärts fährt.

Bei einer Steuereinrichtung gemäss Erfindung ist es angebracht, die Steuerung des Propellers 3, der Schirme 11 und 13 sowie der Sicherungsanordnungen 33 ganz oder teilweise zu koordinieren. Dies lässt sich mit an und für sich bekannten Anordnungen so ausführen, dass z.B. alle Funktionen der Steuereinrichtung mit Hilfe eines einzigen Bedienungshebels ausgelöst werden können.

Die beschriebenen Ausführungsformen stellen nur Beispiele dar, und innerhalb des im Patentanspruch angegebenen Rahmens für die Erfindung sind weitere Ausführungsformen und Abwandlungen möglich.

Claims (10)

1. Anordnung an der Steuereinrichtung für Schiffe, bestehend aus einem zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Schiffsrumpfes (1) querverlaufenden Tunnel (5) mit darin für die Steuerbewegung angebrachtem Antriebsorgan (3), gekennzeichnet durch Schirme (11, 13), die aus den Seiten des Schiffsrumpfes (1) herausfahrbar oder ausschwenkbar sind und so verstellt werden können, dass sie im Verhältnis zur Bewegungsrichtung des Schiffes hauptsächlich quergestellte Ebenen bilden, die unmittelbar hinter den Tunnelöffnungen (7, 9), in der Bewegungsrichtung des Schiffes gesehen, liegen.

2. Anordnung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Schirme (11, 13) nach einem Teil des Umkreises der Tunnelöffnungen (7, 9) geformt ist.

3. Anordnung gemäss Patentanspruch 2, gekennzeichnet durch hauptsächlich plane Schirme (11, 13) bei recheckigen Tunnelöffnungen (7, 9).

4. Anordnung gemäss Patentanspruch 2, gekennzeichnet durch Schirme mit halbkreisförmigem Querschnitt bei kreisrunden Tunnelöffnungen (7, 9).

5. Anordnung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirme (11, 13) bei Nichtbenutzung der Steuereinrichtung in Vertiefungen (21) seitlich der Tunnelöffnungen (7, 9) eingezogen oder eingeschwenkt werden.

6. Anordnung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirme (11, 13) bei Nichtbenutzung der Steuereinrichtung die Tunnelöffnungen (7, 9) überdecken können.

7. Anordnung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirme (11, 13) mit Sicherungsanordnungen (33) versehen sind.

8. Anordnung gemäss Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienung der Sicherungsanordnungen (33) und der Schirme (11, 13) mit einem gemeinsamen Steuerorgan erfolgen kann.

9. Anordnung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienung der Schirme (11, 13) und des Antriebsorgans (3) für die Steuerbewegung mit einem gemeinsamen Steuerorgan erfolgen kann.

10. Anordnung gemäss Patentanspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienung der Schirme (11, 13), des Antriebsorgans (3) für die Steuerbewegung und der Sicherungsanordnungen (33) mit einem gemeinsamen Steuerorgan erfolgen kann.