DE2202915A1

DE2202915A1 - Vorrichtung zum steuern oder bremsen eines wasserfahrzeuges

Info

Publication number: DE2202915A1
Application number: DE19722202915
Authority: DE
Inventors: Kamenosuke Hamasaki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-06
Filing date: 1972-01-21
Publication date: 1973-03-01
Also published as: US3831543A

Description

PATENTANWALT DIPL.-INQ. QERHARD SCHWAN 8 MÖNCHEN 80 · QOERZER STRASSE 15

21· Jan.

Kamenosuke Hamasaki 3322 Kozasa Danchi, 432-1 Oaza-Shimonagao, Fukuoka-shi, Japan

Vorrichtung zum Steuern oder Bremsen eines Wasserfahrzeuges

Die Erfindung befaßt sich mit dem Bau von Hochseewasserfahrzeugen und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Bewegung eines Schiffs mittels einer oder mehrerer Steuerklappen, die an der Seite des Schiffskörpers schwenkbar gelagert sind und von der Schiffsseite aus für Steuer- oder Bremszwecke nach außen ausgeschwenkt werden können.

Die Bewegung großer Schiffe wird bisher durch Betätigen der Hauptantriebsmaschinen beeinflußt, beispielsweise indem man die Maschinen stoppt oder rückwärts laufen läßt. Zuweilen wird zum Steuern oder Bremsen des Schiffs auch der Anker benutzt. Bei spielsweise wird das Schiff mittels des Ankers gehalten, so daß es um einen bestimmten Ankerpunkt schwenken kann. Das Schiff kann an der Ankerkette an eine vorgegebene Stelle gezogen werden. In anderen Fällen wird der Anker geworfen und mitgeschleppt. Allge mein können derartige Operationen nur durchgeführt werden, wenn das Schiff nahezu still liegt. Wird eine Hauptantriebsmaschine eines Schiffs gestoppt, dauert es infolge der Trägheit eine erhebliche Zeitspanne bis das Schiff Fahrt verliert. Diese Zeit-

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FERNSPRECHER 0)11/40101« · KAIEL: E LECTR IC PATE NT MÖNCHEN

spanne ist der Masse des Schiffs proportional. Läßt man die Hauptantriebsmaschine rückwärts laufen, kann es zu einem Ausweichen des Bugs des Schiffs kommen; der Schiffskörper kann sich wegen des Aufwirbeins des Wassers durch den Propeller im Heckbereich des Schiffs nach der einen oder der anderen Seite schräglegen; die Neigungsabweichung läßt sich dabei mittels des Ruders nicht beeinflussen. Die Größe der Abweichung ändert sich mit der Eintauchtiefe von Bug und Heck; sie hängt außerdem von dem auf das Schiff ausgeübten Winddruck und weiteren Faktoren ab. Im Falle eines Schiffs mit sehr großer Masse, beispielsweise 5OOOO t oder mehr, ist ein Beherrschen der Abweichung infolge eines Rückwärtslaufs des Propellers praktisch unmöglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Nachteile auszuräumen. Es soll eine Vorrichtung zum Steuern oder Bremsen eines Wasserfahrzeuges geschaffen werden, mittels deren die Fahrzeugbewegungen auf einfache und wirkungsvolle Weise beeinflußt werden können. Insbesondere soll es möglich sein, ein Schiff innerhalb kurzer Zeit abzustoppen, ohne daß der Bug in unerwünschter Weise ausweicht. Die neue Vorrichtung soll einfach und kompakt aufgebaut sowie wirtschaftlich zu fertigen sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Steuerklappe vorgesehen wird, die am Schiffskörper angelenkt und mit einem Antriebsmechanismus verbunden ist, der ein Öffnen und SchlieBen der Steuerklappe erlaubt, das heißt mittels dessen die Steuerklappe zwischen einer Stellung, in der sie im

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wesentlichen flach an der Seite des Schiffskörpers anliegt und einer Stellung ein- und auswärts bewegbar ist, in der sie vom Schiffskörper absteht und damit dessen Bewegung beeinflußt. Vor zugsweise ist der Antriebsmechanismus in einer sich nach außen öffnenden Kammer in der Seite des Schiffskörpers untergebracht und ist diese Kammer mittels der Steuerklappe verschließbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Antriebsmechanismus mit zwei in Längsrichtung in Abstand voneinander liegenden Steuerklappen verbunden. Dabei kann die Kammer eine einzige, zwischen den Gelenkstellen der beiden Steuerklappen Hegende Öffnung aufweisen und können die Steuerklappen derart bemessen sein, daß die von den Gelenkstellen abliegenden Enden der Steuer klappen in der Schließstellung aneinander anstoßen. In der Schließ stellung sperren infolgedessen die beiden Steuerklappen die Kammeröffnung ab; eine Beeinflussung der Schiffsbewegung findet nicht statt. Werden die Steuerklappen dagegen ausgefahren, bis sie von dem Schiffskörper im wesentlichen senkrecht abstehen, sorgen sie für eine flache Oberfläche, die einen Strömungswiderstand in Richtung der Schiffsbewegung bildet. Das Schiff kann daher inner halb kurzer Zeit gestoppt werden, ohne daß es zu einem Ausscheren des Hecks kommt.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann die Kammer zwei in Längsrichtung in Abstand voneinander angeordnete Öffnungen aufweisen, von denen jede mittels einer der Steuerklappen verschließbar ist.

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Steuerklappen sind vorzugsweise auf beiden Schiffsseiten montiert. Bei sehr langen Schiffen können Steuerklappen in Längsrichtung entlang dem Schiffskörper verteilt sein, wobei zweckmäßigerweise für eine symmetrische Anordnung gesorgt wird. Jedes der so gebildeten Steuergeräte kann gesondert betätigbar sein, so daß die Richtung der Schiffsbewegung nach Belieben geändert werden kann.

Beide Steuerklappen eines Steuergeräts sind vorzugsweise von einer gemeinsamen, im wesentlichen lotrecht gelagerten drehbaren Antriebswelle aus über ein Antriebsgestänge gemeinsam verschwenkbar. Dabei kann mit der Antriebswelle eine dreieckförmige Antriebsplatte im Bereich ihrer einen Spitze drehfest verbunden sein, während die von der Antriebswelle abliegenden Spitzen der Antriebsplatte über jeweils eine Stellstange mit jeweils einer der Steuerklappen gelenkig verbunden sind. Die Antriebsplatte kann zwischen einer Stellung, in der sie teilweise aus der Kammer herausragt und die Steuerklappen in der zum Schiffskörper im wesentlichen senkrechten Arbeitsstellung hält, und einer Stellung drehbar sein, in der sich die Antriebsplatte vollständig innerhalb der Kammer befindet und die Steuerklappen unter Abschließen der Kammer mit der Seite des Schiffskörpers bündig liegen,

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann die Antriebswelle mit einem zweiarmigen Hebel dreh fest verbunden und jeder Steuerklappe eine im Bereich ihrer einen Spitze schwenkbar gelagerte dreieckförmige Platte zugeordnet sein und können die beiden an-

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deren Spitzen jeder Platte über Gestängeglieder mit jeweils dem einen Hebelende und einer Steuerklappe verbunden sein.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:

Figur 1

einen Seitenaufriß eines Schiffs mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Steuervorrichtung,

Figur 2

in größerem Maßstab und teilweise aufgebrochen eine perspektivische Ansicht einer der Steuervorrichtungen nach Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 2,

Figur 4

eine Ansicht ähnlich Figur 3, bei der die Steuerklappen in Schließstellung dargestellt sind,

Figur 5

eine Ansicht ähnlich Figur 2. in der schematisch die Arbeitsbewegungen der Steuerklappen veranschaulicht sind,

Figur 6

eine Ansicht ähnlich Figur 2 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

Figur 7

eine Ansicht uhnLich Figur 5, die die Arboitsbewecjunqen der Vorrichtung nach Fifjur 6 erkennen InOt

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Figur 1 zeigt ein Schiff 1. An den Seiten 2 des Schiffskörpers sind zwei in Längsrichtung in Abstand voneinander angeordnete, insgesamt mit 5O und 52 bezeichnete Vorrichtungen zum Beeinflussen der Schiffsbewegungen vorgesehen. Bauteile jeder der Vorrichtungen 5O, 52 sind in einer Kammer 3 bzw. 3¹ untergebracht, die an vorbestimmten Stellen der Schiffsseiten vorgesehen sind. Anzahl und Lage der Steuervorrichtungen hängen von der Verdrängung und der Länge des Schiffs ab.

Wie aus den Figuren 2 bis 5 hervorgeht, weist jede der Vorrichtungen 5O oder 52 Steuerklappen 6.. und 6_ mit lotrecht in Abstand voneinander angeordneten, im wesentlichen parallelen Flanschen 19₁, 1°2 auf. Die Flansche bilden vorspringende Tragteile zur schwenkbaren Lagerung der zugehörigen Steuerklappen auf lotrechten Gelenkzapfen 2O₁ und 2Op. Die Flansche reichen von den innenliegenden Enden 7. und 7_ der betreffenden Steuerklappen nach innen. Sie sind auf Gelenkzapfen drehbar abgestützt, die innerhalb der betreffenden Kammer 3 bzw. 3* liegen. Die Steuerklappen 6.. und 6_ haben vorzugsweise eine solche Größe, daß sie die Kammeröffnung vollständig abschließen, wenn sie in eine SteT-lung geschwenkt werden, in der sie mit der Seite 2 des Schiffskörpers bündig liegen. In der Schließstellung treffen sich die außenliegenden Enden 5. und 5_ der Steuerkluppen, wodurch die Kummer 3 vollständig abgeschlossen wird. Die die Kammeröffnung begrenzenden Seitenkunten der Schiffswund sind mit 4. und 4 bezeichnet. Die Kammer ist gegen den Schiffsinnenraum mittels einer gebogenen Platte 22 abgeschlossen.

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Zum Öffnen und Schließen der Steuerklappen ist ein Antriebsmechanismus mit einer drehbaren Antriebswelle 12 vorgesehen, die bei der veranschaulichten Ausführungsform zwei in Abstand voneinander angeordnete dreieckförmige Platten 14.14' trägt, die im Bereich ihrer einen Spitze mit der Antriebswelle 12 verbunden sind. Für diesen Zweck ist eine Lagerung 13 vorgesehen. Jede der Platten 14,14' trägt einen Verbindungsarm oder eine Stellstange 1O., 1Op. Die Stellstangen sind an ihren außenliegenden Enden 9,.,9₂ im Bereich von Gelenken 21. bzw, 21 ₂ mit den Innenflachen 8.. , 8„ der Steuerklappen 6.,6₂ verbunden. Die innenliegenden Enden 1I₁₁II₂ der Stellstangen sind an Stellen 15. bzw. 15_? über Gelenke 21,.,2I₂ mit den anderen Spitzen der dreieckförmigen Platten 14,14' gelenkig verbunden.

Die Antriebswellen 12 stehen vorzugsweise mit einzeln zugeordneten, nicht veranschaulichten Ant'r lebsmott. t en in Verbindung, die beispielsweise von der Schiffsbrücke aus betätigt werden um die Steuerklappen 6* und 6„ zwischen einer offenen oder Betriebsstellung, in der sie gemäß den Figuren 2 und 3 im wesentlichen senkrecht zu den Seiten 2 stehen, und einer Außerbetrjebs- oder Schließstellung zu verschwenken, in der sie an den Seiten bündig anliegen. Werden durch Drehen der zugehörigen Antriebswelle 12 die Platten 14,14' in die in Figur 2 gezeigte, voll offene Stellung gebracht, reichen die Platten 14, 14' zu einem Teil aus de^ Kammer 3 heraus, so daß sie gemäß Figur 3 über die Rumpf linie vorstehen. Werden die Platten 14,14' dagegen in die in Figur 4 veranschaul'i chte Schi ießst el 1 ung gedreht, liegen die Steuerklappen bündig am Schiffskörper an; di« linden ¹^₁ und 5„ der Steuer-

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klappen stoßen dabei aneinander an, so daß die Kammer vollständig abgeschlossen und die Schiffsbewegung nicht beeinflußt wird. Durch Betätigen des Antriebsmechanismus können die beiden Steuerklappen gemeinsam in der in Figur 5 schematisch angedeuteten Weise zwischen ihren beiden Endstellungen hin und her bewegt werden .

Eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 6 und 7 veranschaulicht. Dabei sind Bauteile, die funktionsmäßig Bauteilen der Ausführungsform nach den Figuren 2 bis 5 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen unter Anfügung eines Strichs versehen. Bei dieser Ausführungsform weist der Schiffskörper eine innen mittels einer Platte 22* abgeschlossene Kammer 3" mit Öffnungen 18,. und 18₂ auf, die in Längsrichtung in Abstand voneinander liegen und zwischen denen eine Platte 16 sitzt. Die Öffnungen Ie₁ und 1 8_ sind an den voneinander abgewendeten Enden mittels Seitenkanten 4,. und 4_ begrenzt, die an den betreffenden Enden der Kammer 3" liegen. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind die Steuerklappen 6..' und 6_· an ihren innenliegendefi Enden 7. ' , 7~' mit Hilfe von lotrecht in Abstand voneinander angeordneten, im wesentlichen parallelen Flanschen ¹^V ¹^2 ^{an Gelenkza}P^fen 2O₁ ¹ und 2O₂' abgestützt. Ausgehend von der in Figur 6 veranschaulichten Offenstellung, in der sie im wesentlichen senkrecht zum Schiffskörper stehen, können sie in entgegengesetzten Richtungen derart verschwenkt werden, daß sie die Öffnungen 18,. bzw. 18„ abdecken. Mit 17.. , 17_ sind die Seitenkanten der Platte 16 bezeichnet.

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Der Antriebsmechanismus der Steuerklappen 6.' und 6p' weist eine Antriebswelle 12' auf, die über eine Lagerung 13' mit einem zweiarmigen Hebel 14' verbunden ist. An die Enden 15.' und 15p' des zweiarmigen Hebels 14' sind an Gelenkstellen 21.' und 21p' die innenliegenden Enden 9^' und 9.¹ von Verbindungsstangen 1O-, und 1O₄ angelenkt. Die außenliegenden Enden 11 ' und H₄' der Verbindungsstangen 10-. und 1O₄ sind über Gelenkstellen 21 ' und 21₂* mit dreieckförmigen Platten 14. und 14p verbunden. Die Platten 14.., 14p sind über Lager 13,., 13„ auf Wellen 12.., 12_ drehbar abgestützt. Eine Drehung der Antriebswelle 12' hat infolgedessen eine entsprechende Drehung der Platten 14. und 14_ in entgegengesetzten Richtungen zur Folge. Die Verbindungsstangen 10.,, 1O. sind an die Ecken oder Spitzen 15,. und 15, der Platten 14₁ und 14p angelenkt. Die gegenüberliegende Spitze 15_, 15₄ der dreieckförmigen Platten 14.. 14_? ist mit dem innenliegenden Ende H₁ ¹I Hn¹ einer Stellstange 1O. ' bzw. 10p' verbunden. Die außenliegenden Enden 9₁', 9p' der Stellstangen sind bei 2I₁ und 21_ an die Innenflächen 8 ' und 8-' der Steuerklappen O₁■ bzw. 6p¹ angelenkt.

Wie aus Figur 7 hervorgeht, können die Steuerklappen 6 ' und 6p' aus der in Figur 6 veranschaulichten Arbeitsstellung in der sie vom Schiffskörper und von der Platte 16 aus im wesentlichen senkrecht nach außen stehen, in eine Außerbetriebsstellung verschwenkt werden, in der sie die Öffnungen 18 und 18p verschließen und in der sie im wesentlichen bündig mit der Schiffskörperseite 2 liegen. Das Öffnen und Schließen beider Steuerklappen erfolgt

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durch Drehen der Antriebswelle 12·. Wird dadurch der zweiarmige Hebel 14¹ aus der in Figur 7 gestrichelt veranschaulichten Stellung in die ausgezogen dargestellte Lage gedreht, werden die Steuerklappen nach innen in die Außerbetriebsstellung geschwenkt, Das Ausschwenken der Steuerklappen erfolgt durch Drehen des zweiarmigen Hebels 14· in entgegengesetzter Richtung.

Wie aus Vorstehendem folgt, werden also entlang der Seite 2 eines Schiffs 1 eine oder mehrere Steuerklappen vorgesehen, die sich nach außen in den sich bewegenden Wasserstrom unterhalb der Wasserlinie ausschwenken lassen, um die Bewegung und Lage des Schiffs zu beeinflussen. Die Steuerelemente können gesondert oder gemeinsam betätigt werden, um für jedes gewünschte Manöver des Schiffs zu sorgen. Sind die Steuerklappen ausgeschwenkt, setzen sie dem Wasser einen Widerstand entgegen; sie können infolgedessen zur Bremsung des Schiffs herangezogen werden. Werden die zu beiden Schiffsseiten vorgesehenen Steuerklappen ungleichmäßig betätigt, können sie beim Manövrieren des Schiffs eingesetzt werden.

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Claims

Ansprüche

Ök/orrichtung zum Steuern oder Bremsen eines Wasserfahrzeugs, gekennzeichnet durch mindestens eine an oder unterhalb der Wasserlinie angeordnete Steuerklappe (O₁, 6«; 6.', 6₂'), deren eines Ende an der Seite (2) des Fahrzeugkörpers derart angelenkt ist, daß die Steuerklappe eine Schwenkbewegung um eine im wesentlichen lotrechte Achse ausführen kann, sowie einen drehbaren Antriebsmechanismus (12, 14, 1O₁, 1O-; 12·, 14·, 1O₃, 1O₄, 14,, , 14₂, 1O₁ ¹, 1O₂ ¹), mittels dessen die Steuerklappe zwischen einer Stellung, in der sie im wesentlichen flach an der Seite des Fahrzeugkörpers anliegt, und einer Stellung, in der'sie im wesentlichen senkrecht dazu steht, mit Bezug auf die Seite des Fahrzeugkörpers ein- und auswärts bewegbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus (12, 14, 1O. , 1O₂; 12', 14', 1O₃₁ 10^, 14,., 14_, 1O₁', 1O₂ ¹) in einer sich nach außen öffnenden Kammer (3, 3', 3" ) in der Seite (2) des Fahrzeugkörpers untergebracht ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3, 3¹ ; 3") mittels der SteuerMappe (O₁, 6₂; O₁ ¹, 6₂ · ) verschließbar ist.

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4. Vorrichtung nach einem der vornergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus (12, 14, 1O₁, 1O_?; 12', 14·, 1O₃, 1O₄, t4_v 14₂, 1O₁ ¹, 1O₂ ¹) mit zwei in Längsrichtung in Abstand voneinander liegenden Steuerklappen (O₁, 6p; 6-1*» ^2*^ verbanden ist.
5. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3, 3^f) eine einzige, zwischen den Gelenkstellen (20-, 20o) «er beiden Steuerklappen (6., 6_) liegende
Öffnung aufweist und die Steuerklappen derart bemessen sind, daS die von den Gelenkstellen abliegenden Enden (S₁, 5_?) der Steuerklappen in der Schließstellung aneinander anstoßen.
6. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3*) zwei in Längsrichtung in Abstand voneinander angeordnet« Öffnungen aufweist, von denen jede mittels einer der Steuerklappen (6.,', 6p¹) verschließbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Steuerklappen (6-, 6_p ; 6Λ 6p' ) von einer gemeinsamen drehboren Antriebswelle (12, 12') aus über ein
Antriebsgestänge (14, 1O₁, 1O₂; 14·, 10,. 1O₄, 14,,, 14_p, 1O₁ ¹, 1Op¹^ gemeinsam verschwenkbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle(12) eine dreieckfdrmige Platte (14) im Bereich ihrer einen Spitze drehfest verbunden ist und die von

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der Antriebswelle abliegenden Spitzen der Platte über jeweils eine Stellstange (1O., 1O„) mit jeweils einer der Steuerklappen (O₁, 6p) gelenkig verbunden sind,
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Antriebswelle (12) verbundene Platte (14) zwischen einer Stellung, in der sie teilweise aus der Kammer (3) herausragt und die Steuerklappen (6., 6„) in der zum Fahrzeugkörper im wesentlichen senkrechten Arbeitsstellung hält und einer Stellung drehbar ist, in der sich die Platte vollständig innerhalb der Kammer befindet und die Steuerklappen unter Abschließen der Kammer mit der Seite (2) des Fahrzeugkörpers bündig liegen.
1O.,Vorrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (12¹) mit einem zweiarmigen Hebel (14') drehfest verbunden und jeder Steuerklappe (6,', 6₂') eine im Bereich ihrer einen Spitze schwenkbar gelagerte dreieckförmige Platte (14,., 14p) zugeordnet ist, sowie daß die beiden anderen Spitzen jeder Platte über Gestängeglieder (1O ', 1O₂', 1O₃, 10.) jeweils mit dem einen Hebelende und einer Steue^rklappe verbunden sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Steuergeräte (50, 52) an im wesentlichen symmetrischen Stellen an beiden Seiten (2) des Fahrzeugkörpers angeordnet sind.

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