DE2009330A1 - Steuervorrichtung für ein Schiff - Google Patents

Description

ap/A 3002 J,M. Voith GmbH

Kennwort: "St euerkana3-Austritt" Heidenneim/Brenz

Steuervorrichtung für ein Schiff

Die Erfindung betrifft eine oteuervorrichtung für ein Schiff. Durch das DGbm T 692 051 ist eine Steuervorrichtung für ein Schiff bekannt, bei welcher ein in der Außenhaut dee Schiffes beginnender, ein antreibbares Schaufelrad umschließender und hinter dem Schaufelrad in je einen zur Steuerbordseite und aur Backbordseite gerichteten Ausflußkanal sich verzweigender Strömungskanal vorgesehen ist, der mit steuerbaren Absperrorganen in den Ausflußkanälen versehen ist. Solche sogenannte aktive Steuervorrichtungen dienen vor allem dazu, dem. Schiff auch bei geringer Fahrt eine befriedigende Steuerfähigkeit zu verleihen, und sind deshalb in der Hegel im Vorschiffsberelch angeordnet. Es ist aber auch möglich, solche Steuervorrichtungen an irgendeiner anderen Stelle des unter der Wasserlinie befindlichen Teiles des Schiffskörpers anzubringen.

Beim Betrieb saugt das Schaufelrad Wasser durch die Eintritteöffnung des Strömungskanales an und stößt diesee Wasser durch die Austrittsöffnung eines der Ausflußkanäle wieder aus. Der austretende Wasserstrahl erteilt dein Schiffskörper einen d$r Aueatrömrichtung entgegengehetstsn Impuls* welcher ein« ent* sprechende !Bewegung des Schiffskörpers bewirkt»

Beim Steuern eine» mit einer solchen aktiven Steuereinrichtung versehenen Schiffes hat sich aid nachteilig erwiesen, daß die Huderwirkung mit aunehmender Fahrt dee Schiffes beträchtlich nachläßt. Als Ursache für dieses Verhalten solcher Aktivruder wurde erkannt, daß sich der aus dem Ausfluflkahal austretende Flüssigkeitsstrahl an der Schiffshaut anlegt, wodurch Sog-

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kräfte entstehen, die der gewünschten Impulakraft entgegenwirken. Zur wirksamen Abhilfe dieses Verhaltens solcher Aktivruder wird der Strö'mungskanal so ausgebildet, daß jeder Ausfluß-"tanal gemäß der Erfindung an seinem Austrittsende wenigstens mit dem achterlichen Bereich zumindest um ein Viertel seiner Lichtweite aus der Außenhaut vorsteht. Durch eine solche Ausbildung des Austrittsendes des Ausflußkanales wird nämlich das Anlegen des austretenden Flüssigkeitsstrahles an der Außenhaut des Schiffes vermieden. Die Außenwand des über die Schiffshaut vorstehenden auatrittsseitigen Endstückes des Ausflußkanals ist - einem weiteren Gedanken der Erfindung zufolge - wenigstens in ihrem achterlichen Bereich angenähert rechtwinkelig oder spitzwinkelig an die Außenhaut des Schiffes angesetzt. Dadurch wird das Anlegen des Flüssigkeitsstrahles auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten vermieden.

Wenn bei einem Schiff das im Vorschiff angeordnete Aktivruder der eingangs beschriebenen Bauart in der Hegel nur bei Vorausfahrt, dagegen nur selten und nur bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten auch bei Rückwärtsfahrt benützt wird, ist - gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung - die über die Außenhaut vorstehende Wandung des Ausflußkanals auf der achterlichen Seite des Ausflußkanales vorgesehen. Eine solche Form der vorstehenden Wandung des Aueflußkanalea ist dann - in weiterer Ausgestaltung der Erfindung - ganz oder teilweise als Verschlußorgan für die Austrittsöffnung des Ausflußkanals ausgebildet.

Die Steuerwirkung eines solchen Ausflußkanals kann - gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung - noch dadurch verbeseert werden, daS die Auatrittsöffnung des Aueflußkanals elliptisch oder ellipeenähnlich, und sswar vorzugsweise als Ellipse ait der großen Hauptachse in Schiffslängsriohtung, ausgebildet ist. Die durch eine eolche Auebildung der Auatrittaöffnung als Ellipse mit eine» Acheenverhältnis 1 ι OJ bei einer Fahrgeschwindigkeit von 5A Knoten und 500 PS Antriebsleistung für das Schaufelrad erreiohte RuderJcraft beträgt bi» «u 170 $> der »it einer kreisrunden Auetritteöffnung ersielten Ruderkraft, wenn dtr Duroha«a«r de« Kreiee« gleich dem großen Durohmeeaer

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeiepieIe näher beschrieben. In dieser Zeichnung zeigt:

Flg. 1 eine Steuervorrichtung mit Über die Schiffs- , haut verlängerten Ausflußkanälen im Grundriß, geschnitten längs einer in der Antriebsachse des Schaufelrades befindlichen Horizontalebene}

Fig. 2 eine andere Ausbildung eines solchen Ausflußkanales Und

Fig. 3 die Austrittsöffnung eines Ausflußkanals nach

Fig. 1 oder 2,

Der in Fig. 1 im horizontalen Längsschnitt dargestellte Teil eines Schiffebugeβ 1 besitzt einen im wesentlichen horizontalen Strömungskanal 7, dessen durch den Vordersteven 10 unterteilte Eintrittβöffnung zu einem zylindrischen, das Schaufelrad 3 aufnehmenden Hals führt. Hinter dem Schaufelrad 3 verzweigt sich der Strömungekanal 7 in einen steuerbordseitigen Aueflußkanal 5 und in einen backbordseitigen Aueflußkanal 6, welche mit Bezug auf den Lateralplan des Schiffes symmetrisch angeordnet sind. Pas Schaufelrad 3 wird von einem Antriebsmotor 4 durch eine Antriebswelle 11 angetrieben. In jedem Auaflußkanal ist eine durch ein nicht dargestelltes Vereteligeatänge schwenkbare Absperrklappe 6 bzw. 9 von an sich bekannter Bauart angeordnet. Am Auetrittsende besitzt Jeder Ausflußkanal 5, 6 eine etwa senkrecht eur Außenhaut 2 dee Schiffse stehende zylindrische Verlängerung 12, 13» weiche um mindestens ein Viertel ihrer Lichtweite Über die Außenhaut 2 des Schiffes hinausragt. Sie Auseenflachen dieser kragenfuraigen Verlängerungen 12, 13 mind wenigstens auf der nach achtern gerichteten Seite unter einem angenähert rechten Winkel an die Aulenhaut 2 tee Schiffes angesetzt und an ihrtm vom 3ohiff abstehenden Rand mit einer Abreißkante ausgebildet, sodaß die Strömung daran gehindert wird, der Schiffeaußenhaut iu folgen. Auf dem naoh voraus gerichteten Bereich der Verlängerung let dagegen ein sanfter übergang von der Schiffeaußenhaut 2 sum äußeren Hand der Verlängerung vorgesehen, um die Strömunfβverlust« durch die vorstehende Verlängerung klein cu halten.

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Beim Aueführungsbeispiel nach Fig. 2, welches inabeeondere für ein Schiff bestimmt ist, daa bei Rückwärtsfahrt nicht mittels des Aktivrudere gesteuert wird, ist auf der nach voraus weisenden Seite dea Ausflußkanalββ keine über die Schiffshaut vorstehende Verlängerung der Kanalwandung erforderlich. Somit kann in diesem Falle die über die Schiffehaut 2 vorstehende Verlängerung des Ausfluflkanales 5 auf den nach achtern gerichteten Teil der Auetritteöffnung 17 beschränkt und als ein um eins vertikale Drehachse U durch einen Hydraulikmotor 15 schwenkbarer Yerschlufldeckel 16 für die Austritteöffnung 17 ausgebildet sein. Bei dieser Bauweise wird der aus dem Ausflußkanal 5 austretende Flüssigkeitsstrahl durch den im geöffneten Zustand querab von der Schiffehaut 2 stehenden Verschlußdeckel 16 von der Schiffehaut weggeführt, so daß der von dem Flüssigkeitsstrahl auf den Schiffskörper ausgeübte Impuls voll zur Wirkung kommt.

Bei dem Ausführungabeispiel nach Fig. 3, welches eine Ansicht einer Auetritteöffnung 17 in Blickrichtung des Pfeiles ρ der Fig. 1 zeigt, ist die Austritteöffnung 17 des Ausfluflkanales 5 als liegende Ellipse mit einem Verhältnis des kleinen sum gros-β·η Durchmesser von 3 t A ausgebildet. Außerdem ist - ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispitl nach Fig. 2 - die Verlängerung des Ausflußkanalee nach außerhalb der Sohiffshaut 2 als tin da· Ende dta Ausflußkanalββ 5 auf der nach achtern gerichteten Seite abschirmender Verschlussdeckel 16 ausgebildet. Dieser Verschlußdeckel 16 ist in einem an der Schiffehaut angeordneten

Scharnier 18 schwenkbar gelagert und drehfeet auf ftsr Scharnierwell· 19 angebracht, so daS er mittele eines am oberen Ende der Bcharnierwelle 19 über einen Hebel 20 angreifenden Hydraulikmotore 15 bis su« völligen AbsohluB 4er Auetritteöffnung 17 ge-•ohwenkt werden kann.

line Steuervorrichtung mit den lit den Figuren 1 bie 3 dargestellten Merkmalen kann auoh In einem vor dem Vordersteven des Schiff·· unterhalb der Wasserlinie angeordneten horieontalen Bugwulet eingebaut werden, der au· einem «ylindrischen Hohlkörper mit stirnseitig aufgesetzter etwa halbkugeliger Kappe beeteht. Die Eintritt«öffnung des Zufuhrkanales sum

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Schaufelrad befindet sich bei dieser Bauweise im allgemeinen im Zentrum der Kappe oder senkrecht darunter; die Aüsflußkanäle sind in dem zylindrischen Mantel des Bugwulstes in Hohe der Drehachse des Schaufelrades oder darunter angeordnet. *

Mit Aktivruder.einrichtungen der beschriebenen Bauarten werden in der Tat auch bei Fahrgeschwindigkeiten bis zu mehreren Kno~ ten, bei denen die bisher bekannten Bauweisen solcher Aktivruder mit in der Schiffshaut endenden Jiusflußkanälen keinerlei Ruderwirkung mehr zeigten, noch erhebliche Ruderkrafte erzielt»

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Heidenheim, den 26,2.1970 '*■ DrBi/Srö ... . .....

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Claims (4)

ap/A 3002 * J.M. Voith GmbH Kennwort: "Steuerkanal-Auatritt" Heidenheim/Brenz Patentansprüche

1./Steuervorrichtung für ein Deniff Kit einem in der Außenhaut dea Schiffes beginnerden, ein antreibbares Schaufel:ad umuehließenden und Hinter dom Schaufelrad in je einen zur Steuerbordseite und zur Back.bordsei.te gerichteten ;.usflußkanal sich verzweigenden Strömungskanal und mit steuerbaren Absperrorganen wenigstens Lu bzw. an den Ausflußkanälan, dadurch gekennzeichnet j daio jeder Λ un fiußkanal (5, 6) ar; .seinem Austrlttsende (17) wenigstem;? mit dem aohterl ichen Bereich zumindest um ein Viertel seiner Lichtweite über die Außenhaut (2) vorsteht.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (17a) des über die Außenhaut (2) vorstehenden auatrittaseitigen Endstückes des Ausflußkanales (5, 6) wenigstens in ihrem dem Achterschiff zugewandten Bereich angenähert rechtwinkelig oder spitzwinkelig an die Außenhaut des Schiffes angesetzt ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Außenhaut (2) voistehende Außenwand (i7a) des Ausflußkanales auf der nach achtern gerichteten Seite des Auüflußkanales (5, 6) vo.· gesehen iat.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Außenhaut (2) vorstehende Außenwand (17a) deο Auaflußkanales (6, 7) gonis oder teilweise als Versehlußorgon (16) fUr die Auatrittsüfϊηιχϊψ, (17) -lea AusfLufJkanales ausgebildet ist.

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Steuervorrichtung, insbesondere nach Anspruch 3 od«r 41 dadurch gekennzeichnet, dafl die AustrittsÖffnung (17) des Auaflußkanales (5, 6) elliptisch oder ellipsenähnlich, und zwar vorzugsweise al3 Ellipse mit der großen Hauptachse in Schiffalängsrichtung, ausgebildet ist.

Htldenhei«, den 26.2.1970
DrBi/Srö

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