DE2217662A1

DE2217662A1 - Schleppnetz-Führung

Info

Publication number: DE2217662A1
Application number: DE19722217662
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-04-19
Filing date: 1972-04-12
Publication date: 1972-10-26
Also published as: CA958889A; SU458961A3; NO138186B; GB1382653A; US3797444A; NO138186C

Description

Patentanwalt Patentanwälte

Dr. phil. Gerhard Henkel Dr. rer. nat. Wolf-Dieter Henkel

D-757 Baden-Baden Balg Dipl.-Ing. RaIfM. Kern

AL Dr. rer. nat. Lothar Feiler

T*i«Qr.-A*.:iiiip.owBacj»o-Bad·«! D-8 München 90

Eduard-Schmld-Str. 2 -η Tel.: (0811) 663197

Telegr.-Adr.i Ellipsoid Mönch«! Telex: „

Harry Eugene Stubbs

Lexington, Mass., V.St.A. ' 2217662

S chleppnetz-Führung

Die Erfindung betrifft eine Schleppnetz-Führung zur Steuerung der Bewegungsbahn eines unter Wasser befindlichen, geschleppten Körpers, wie eines Fischernetzes.

Es sind bereits Schleppführungen mit Rotoren zur Steuerung der Bewegungsbahn von unter Wasser befindlichen, geschleppten Körpern beschrieben worden. Bei diesen Geräten wird der Rotor in Drehung versetzt, während die Führung durch das Wasser gezogen wird. Der sich drehende Rotor wirkt bei seiner Bewegung durch das Wasser mit der Wasserströmung zusammen, modifiziert die Wasserbewegung und erzeugt schräg zur Bewegungsrichtung gerichtete Kräfte, die auf den Schleppkörper übertragen werden und seine Bewegungsbahn beeinflussen. Durch selektive Betätigung des Rotors in verschiedenen Drehrichtungen und mit unterschiedlichen Drehzahlen können variable Kräfte erzielt werden, mit denen die Bewegungsbahn des Schleppkörpers nach Wunsch gesteuert werden kann.

Die bisher bekannten Führungen dieser Art weisen an der Aussenseite des Rotors angeordnete und ihn überspannende Bauteile auf,

209844/0127

welche die Wirksamkeit der Führung nachteilig beeinflussen, indem sie die gewünschte Strömung um den Rotor herum behindern. Ausserdem machen diese Bauteile die Führung empfindlich für Verschmutzung und Verhedderung im Betrieb; ausserdem wird die Führung hierdurch sperrig sowie unbequem zu handhaben und zu verstauen. Zudem sind die bekannten Führungen aufwendig und besitzen durch Kompromisse stark eingeschränkte, vorteilhafte Eigenschaften, wie niedriges Gewicht und Korrosionsbeständigkeit, um die erforderliche Teilepassung in ihrem Rotor-Lagerund -Antriebsmechanismus zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist mithin in erster Linie die Verbesserung der Wirksamkeit von Rotor-Schleppführungen durch Ausschaltung schädlicher Störungen des StröraungsSchemas an diesen Führungen sowie durch grösstmögliche Verminderung der Strömung um die Enden und zwischen Innen- und Aussenfläche der Rotoren dieser Führungen, insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung einer solchen Führung, die frei von strömungsbehindernden Verstrebungen, welche den Rotor überspannen, die aus einem die wünschenswerten Eigenschaften besitzenden, aber gegenüber einem Verziehen anfälligen Werkstoff besteht, die gedrängt gebaut ist, die nicht verschmutzungsanfällig ist und die einfach und kostensparend herzustellen ist.

Gemäss einem Merkmal schafft die Erfindung eine Schleppführung mit einer innerhalb des Umfangs des Rotors befindlichen und sich in Längsrichtung über den Rotor hinaus erstreckenden Traganordnung, die je einen in Längsrichtung ausserhalb jedes Endes des Rotors gelegenen Schleppanschluss sowie Rotorlagerungen zwischen den Anschlüssen aufweist, so dass eine Einzelträger- bzw. unverstrebte Schleppführung gebildet wird, die frei von den Rotor überspannenden Verstrebungen ist und zur unmittelbaren übertragung der Schleppkräfte auf seine beiden Enden dient. In spe-

209844/0127

zieller Ausführungsform sieht die Erfindung eine den Rotor durchsetzende, starre, drehfeste Achse vor, an welcher Schleppanschlüsse, Lager für den Rotor, von der Achse auskragende und radial über den Rotor hinausragende End-Leitscheiben sowie ein einstellbar zwischen Achse und Rotor angeordneter Motor angebracht sind. Die End-Leitscheiben sind an der Achse mittels einer Nabe angebracht, die mit Passung auf die Achse aufgesetzt und an dieser mittels einer Spanneinrichtung verspannt ist, welche die Nabe zwecks sicherer Befestigung in zwei getrennten Bereichen gegen die Achse andrückt.

In besonderer Ausgestaltung schafft die Erfindung eine Schleppführung mit einer an einem Rotorträger angebrachten, sich radial über den Rotor hinaus erstreckenden und dadurch eine endweise Strömung um den Rotor herum verhindernden End-Leitscheibe, wobei die Leitscheibe und der Rotor dicht nebeneinander liegende, im wesentlichen parallele, einander zugewandte Flächen aufweisen, die einen durchgehenden, engen Spalt zwischen sich festlegen, um eine Drehung des Rotors zuzulassen, gleichzeitig aber eine Wasserströmung zwischen Aussen- und Innenfläche des Rotors zu begrenzen. In bevorzugter Ausführungsform besitzen die Leitscheiben einen doppelt so grossen Durchmesser wie der rohrförmige Rotor sowie einen auswärts.gerichteten Abschnitt, der einem einwärts gerichteten Abschnitt des Rotors zugewandt ist, wobei unabhängig von einem Verziehen der Leitscheibe ein enger Spalt zwischen Leitscheibe und Rotor festgelegt wird.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine zur Darstellung des Innenaufbaus teilweise weggeschnittene, schaubildliche Darstellung einer an einem Netz angebrachten Schleppführung mit den Merkmalen der Erfindung,

209844/0127 " ⁴ "

Pig. 2 eine in vergrössertem Maßstab gehaltene, teilweise weggebrochene und zur Veranschaulichung des Innenaufbaus teilweise im Schnitt dargestellte Teilseltenansicht der SchleppfUhrung gemäss Fig, I,

Fig. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2 und

Flg. 5 eine schaubildliche Darstellung der an einem von einem Boot geschleppten Fischernetz betrieblich angebrachten SchleppfUhrung gemäss Fig. 1.

Bei der in Fig. 1 dargestellten, erfindungsgemässen Schleppführung 10 ist ein hohler rohrförmiger Rotor 12 an ihn stützenden Trag-Flanschen 14 und 16 befestigt. Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, 1st der Flansch 14 durch Festsitz auf einem Rändelabschnitt 24 einer Lagerhülse 22 an einem Lager 18 befestigt, während der Flansch 16 auf ähnliche Weise mit einem Lager 20 verbunden ist. Die Lager 18 und 20 sitzen frei drehbar auf einer Trag-Achse 26, welche den Rotor 12 zentral durchsetzt. Die Achse 26 trägt an ihren von den Lagerzapfen 34 und 36 entfernten Enden Schleppeinrichtungen 30 bzw. 32, die mit einem Frontseil 40 eines Netzes 42 verbunden sind. Vom Rotor 12 radial nach aussen ragende, den doppelten Durchmesser wie der Rotor 12 besitzende End-Leitscheiben 50 sind mit Hilfe einer Spanneinrichtung 54 über Naben 52 an der Achse 26 befestigt. Die Nabe 52 ist mit enger Passung auf die Achse 26 und über einen in deren Oberfläche vorgesehenen, hinterfrästen Abschnitt 56 aufgesetzt. Ein Schraubbolzen 58 der Spanneinrichtung 54 zieht ein Zwischenstück 60 an und presst die Achse 26 in feste Andruckberührung mit der Nabe 52, so dass sich Achse 26 und Nabe 52 längs der Kanten 57 des hinterfrästen Abschnitts 56 gegeneinander verspannen. Eine auswärts welsende Fläche 62 der End-Leitscheibe 50 liegt unter Festlegung eines engen Spalts 66 einer einwärts gerichteten

209844/01 27 - 5 -

Fläche 64 des Rotors 12 gegenüber· Die End-Leitscheiben 50 tragen Anschlussbesohläge 68, von denen Leinen 69 aura Netz 42 verlaufen.

Auf der Achse 26 1st ein elektrischer Dreiphasen-Induktlonsmotor 70 mit Hilfe zweier Spanneinrichtungen 72 befestigt, vor: denen die eine in Flg. 5 näher veranschaulicht ist. Die Spanneinrichtung 72 weist einen U-Bolzen 74 und eine Querleiste 76 auf, die gemeinsam eine die Achse 26 und den Motor 70 gegen einen Abstandhalter 78 drängende Verspannung 73 bilden. Ein erstes Abstandstüok 80 mit zylindrischer Oberfläche greift in eine in der Achse 26 vorgesehene Ausnehmung 82 ein und liegt am Motor 70 an, während ein anderes Abstandstück 84 an der Oberfläche der Achse 26 und am Motor 70 anliegt. Ein Spambolzen 86 durchsetzt die beiden Abstandstücke 80 und 84 unü begrenzt ihren gegenseitigen Abstand. Auf der Welle 90 des Motors 70 sitzt ein Stirnrad 92, das seinerseits in Antriebseingriff mit einem am Flansch 14 befestigten Ringzahnrad 94 steht, so dass es den Rotor 12 in Drehung zu versetzen vermag. Durch Einstellung des Spannbolzens 86 in Verbindung mit einer entsprechenden Einstellung der Verspannung 73 kann der Abstand zwischen Motor 70 und Achse 26 selektiv justiert werden. Eine vom Motor 70 abgehende elektrische Zuleitung 98 verläuft über eine Bohrung 99 in die Achse 26 hinein und führt unter dem Lager 18 und das Innere der Achse 26 hindurch aus der Anordnung heraus. Die Zuleitung 98 vereinigt sich mit einer weiteren elektrischen Schaltung einer anderen, gleichartigen Anordnung und einer Netzlotungsvorrichtung 100 zu einem zum Schleppboot 104 führenden, elektrischen Kabel 102. Auf dem Schleppboot 104 ist ein nicht dargestellter, herkömmlicher elektrischer Generator mit variabler Frequenz angeordnet, der zur Speisung der Zuleitung 98 mit elektrischem Strom an das Kabel 102 angeschlossen ist.

- β 2098U/0127

Wenn das Schleppboot in Fahrt das Netz 42 hinter sich herschleppt, bedient der Kapitän oder ein anderes Besatzungsmitglied die entsprechenden Regelorgane, so dass der Bordgenerator einen elektrischen Strom der gewünschten Phasendrehung und Frequenz erzeugt. Der Generatorausgang wird über das Kabel 102 und die Zuleitung 98 an den Elektromotor 70 angelegt, der dabei mit der Generatorausgangsleistung entsprechender Drehrichtung und Drehzahl in Drehung versetzt wird. Der über die Zahnräder 92 und 94 sowie den Flansch 14 wirkende Motor versetzt seinerseits den Rotor 12 mit der seinem elektrischen Eingangssignal entsprechenden Drehrichtung und Drehzahl in Drehung. Durch diese Drehung wird das Strömungsschema des am Gerät vorbeiströmenden Wassers derart modifiziert, dass ein beträchtlicher Druckunterschied zwischen dem sich in Schlepprichtung bewegenden Abschnitt der Rotor-AussenfIache und dem sich entgegen der Schlepprichtung drehenden Abschnitt der Rotorfläche erzeugt wird. Die aus diesem Differenzdruck resultierende, auf den Rotor 12 wirkend: Kraft wird über die Flansche 14 und 16 auf die Lager 18 und 20 und von da auf die Achse 26 und das Frontseil 40 übertragen, wodurch die Bewegungsbahn des Netzes 42 modifiziert wird. Da die Grosse und Wirkrichtung dieser Kraft vor. Drehzahl und Drehrichtung des Rotors abhängen, können die Grosse der Kraft und die sich daraus ergebende Position des Netzes durch entsprechende Einstellung der Ausgangsleistung des Generators auf dem Deck des Schleppboots 104 gesteuert werden. Der Differenzdruck zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Rotors ist auch bestrebti eine Strömung um die Enden des Rotors herum zu erzeugen, die für die Arbeltswelse des Geräts nachteilig wäre. Diese unerwünschte Strömung wird nun durch die radial über den Rotor hinausragenden End-Leitscheiben 50 behindert und von ihnen auf ein Mindestmass herabgesetzt. Ein alternatives Hindurchtreten dieser Strömung durch den Spalt 66 und das Innere des Rotors 12 wird durch die Enge dieses Spalts 66 verhindert. Durch die Drehbewegung des Rotors wird auch eine Drehmomentwirkung auf das Gerät ausgeübt.

209844/0127 - 7 -

Diesem Drehmoment wird aber durch ein über die Leinen 69 und die Beschläge 68 ausgeübtes Gegendrehmoment entgegengewirkt und so eine Drehung des gesamten Geräts verhindert·

Der Rotor 12,'die End-Leitscheiben 50 sowie die Plansche 14 und 16 bestehen vorzugsweise aus einem Werkstoff auf der Basis eines organischen Polymeren, wie Fiberglas, da dieses Material fest, leicht und korrosionsfest ist. Dieser Werkstoff besitzt jedoch den Nachteil, dass er bei der Fertigung Massänderungen unterworfen ist, so dass enge Dimensionstoleranzen nur unter erheblichen Schwierigkeiten und mit grossera Kostenaufwand aufrechterhalten werden können. Besonders die End-Leitscheiben 50 sind anfällig für ein tellerartiges Verziehen. Dadurch aber ^ dass die auswärts weisende Fläche 62 jeder Leitscheibe 50 unter Festlegung des Spalts 66 der einwärts gerichteten Fläche 6k des Rotors 12 mit engem Abstand gegenüberliegt, wird sichergestellt, dass unabhängig von einem Verziehen der Leitscheiben 50 oder der Flansche 14 und 16 ein enger, strömungshemmender Spalt aufrechterhalten wird. Der Flansch Ik wird vorzugsweise dadurch am Lager befestigt, dass er einstückig um das Lager 18 herum geformt wird, während sich das Material noch in plastischem Zustand befindet« Der Rändelabschnitt 2k der Lagerhülse 22 verbindet Lager und Flansch sicher zu einer Einheit. Die Lager 18 und 20 sind vorzugsweise wassergeschmierte Gummilager, die öen Vorteil bieten, dass sie korrosionsfest sind und obendrein nicht übermässig masshaltig zu sein brauchen. Die den Motor 70 an der Aclbse 26 befestigende Spanneinrichtung 72 ermöglicht eine Lagerjustierung zwischen Motor 70 und Achse 26. Wird beispielsweise der Spannbolzen 86 so gedreht, dass die Abstandstücke 80 und 84 gegeneinander gezogen werden, während die Verspannung 75 entsprechend gelöst wird, so werden Motor und Achse weiter auseinander bewegt. Diese Einstellmöglichkeit ist insofern vorteilhaft, als sie eine genaue Einspurung der Zahnräder 92 und 94 unabhängig von den grosszügigen Masstoleranzen der Bauteile gewährleistet. Durch die Anordnung des Abstandstücks 80 in der Ausnehmung 82

209844/0127

wird wirksam jede Verdrehung des Motors um die Achse herum verhindert, wenn das Gerät Stössen oder Rucken unterworfen wird. Die End-Leitschelben 50 sind an der Achse 26 durch den in der Spanneinrichtung 54 erzeugten Kraftschluss befestigt· Der hinterfräste Abschnitt 56 in der Oberfläche der Achse 26 gewährleistet, dass Achse und Nabe in zwei parallelen Zonen längs der Kanten dieses hinterfrästen Abschnitts aneinander anliegen und dabei eine Formschlussverbindung festlegen, welche wirksam jeglicher Relativdrehung um die Achse des Schraubbolzens 58 herum zu widerstehen vermag.

Entsprechend der Grosse des durch den Rotor erzeugten Differenzdrucks erstrecken sich die Leitscheiben 50 vorzugsweise über etwa den doppelten Radius des Rotors.

Zusammenfassend schafft die Erfindung mithin eine Schleppnetz-Führung mit einer innerhalb des Umfangs des Rotors angeordneten und sich in Längsrichtung über diesen hinaus erstreckenden Traganordnung, in Längsrichtung auswärts jedes Endes des Rotors gelegenen Schleppanschlüssen und zwischen letzteren gelegenen Lagerungen für den Rotor, wodurch eine Einzelträger-Schleppführung gebildet wird, die frei von den Rotor überspannenden Verstrebungen ist, zur unmittelbaren Übertragung der Schleppkräfte auf die beiden Enden des Rotors. Diese Schleppführung weist eine auf einem Rotorträger angeordnete und sich in Radialrichtung über den Rotor hinaus erstreckende, lagenfeste End-Leitscheibe auf, welche eine endweise Strömung um den Rotor herum verhindert. Leitscheibe und Rotor weisen dicht nebeneinander liegende, im wesentlichen parallele, einander zugewandte Flächen auf, die einen durchgehenden engen Spalt festlegen, welcher eine Drehung des Rotors zulässt, andererseits aber eine Wasserströmung durch den zwischen Rotoraussen- und -innenseite bestehenden Spalt zumindest begrenzt.

209844/0 127

Claims

Harry Eugene Stubbs Lexington, Mass., V.St.A. Patentansprüche

1. Schleppnetz-Führung zur Steuerung der Beviegungsbahn eines unter Wasser befindlichen Schleppkörpers, mit einem Rotor, der mit dem strömenden Wasser unter Erzeugung von Steuerkräften zusammenwirkt, und einer mit dem Rotor verbundenen Antriebseinrichtung, um ihn in Drehung zu versetzen, gekennzeichnet durch eine im Rotor (12) angeordnete und ihn durchsetzende, starre, drehfeste Achse (26), zwei Schleppeinrichtungen (30, 32) zur Aufnahme von Schleppkräften, die jeweils ausserhälb eines Endes des Rotors (12) an der Achse (26) angebracht sind, und zwischen den beiden Schleppeinrichtungen mit der Achse verbundene Lager (18, 20j 34, 36)* auf denen der Rotor (12) frei drehbar gelagert ist·

2. Führung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Achse (26) nahe ihrem einen Ende eine End-Leitscheibe (50) vorgesehen ist, die radial über den Rotor (12) hinausragt und eine endweise Strömung um den Rotor herum verhindert.

3. Führung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die End-Leitscheibe (50) eine Nabe (52) aufweist, die mit engem Sitz auf die Achse (26) aufgesetzt und an ihr mittels einer Spanneinrichtung befestigt ist, welche einen die Achse und die Nabe quer durchsetzenden Bolzen (58), ein vom Bolzen getragenes, sich an die Achse (26) anlegendes Spannelement (60) und ein ebenfalls vom Bolzen getragenes, sich an die

- 10 209844/0127

- ίο -

Nabe (52) anlegendes und sie fest gegen eine Seite der Achse drängendes zweites Spannelement aufweist.

4. Führung nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenfläche der Achse (26) mit einem hinterfrästen Abschnitt (56) versehen ist und die Nabe (52) in zwei getrennten Bereichen (Kanten 57) an der Achse anliegt.

5. Führung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung zum Drehen des Rotors (12) einen Motor (70) aufweist, der im Rotor angeordnet und an der Achse (26) befestigt ist.

6. Führung nach Anspruch $, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (70) an der Aussenselte der Achse (29) befestigt ist.

7. Führung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (70) zwischen den beiden Rotor-Lagern (18, 20) an der Achse (26) befestigt ist.

8. Führung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (70) ein elektrischer Induktionsmotor ist und Zuleitungen (98, 102) für den Motor (70) an den Lagern (18, 20) vorbei durch das Innere der Achse (26) hindurch aus der Führung (10) herausgeführt sind, *

9. Führung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (26) eine Zylinderfläche mit einer darin ausgebildeten Ausnehmung (82) aufweist und der Motor (70) an diesem Flächenabschnitt mittels einer Spanneinrichtung (72) befestigt ist, die eine den Abstand zwischen Motor und Achse begrenzende Verspannung (73) und einen Abstandhalter (78) aufweist, welcher aus einem in die Ausnehmung (82) einge-

209844/0127

- 11 -

- li -

setzten, mit Motor und Achse in Berührung stehenden Abstandstück (80), einem zweiten, mit Motor und Achse in Berührung-stehenden Abstandstück (84) und einem an beiden Abstandstücken angreifenden und ihren gegenseitigen Abstand begrenzenden Spannbolzen (86) besteht, wobei die beiden Abstandstücke zu beiden Seiten des Bereichs der engsten Annäherung zwischen Motor und Achse angeordnet sind.

10· Führung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanribolzen (86) einstellbar ist, so dass ein vorbestimmter Höchstabstand zwischen den beiden Abstandstücken (80, 84) festgelegt und mithin die Position des Motors (70) justiert werden kann,

11. Schleppnetz-Führung zur Steuerung der Bewegungsbahn eines unter Wasser befindlichen Schleppkörpers, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Rotorträger und einem darauf angeordneten, im wesentlichen zylindrischen hohlen Rotor zur Erzeugung von Steuerkräften durch Zusammenwirken mit dem Umgebungswasser, dadurch gekennzeichnet, dass am Rotorträger (26) mindestens/Iägenfeste End-Leitscheibe (50) montiert ist, die radial über den Rotor (12) hinausragt und eine endweise Strömung um ihn herum verhindert und dass Leitscheibe (50) und Rotor (12) einander mit engem Abstand gegenüberliegende, im wesentlichen parallele Flächen (62, 64) aufweisen, die zwischen sich einen durchgehenden engen Spalt (66) festlegen, welcher eine Drehbewegung des Rotors (12) zulässt, eine Wasserströmung zwischen seiner Aussen- und Innenseite aber verhindert.

- 12 209844/0127

12. Führung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Leitscheiben (50) in Radialrichtung über eine etwa das Doppelte des Rotor-Radius betragende Strecke erstrecken.

15, Führung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (12) die Form eines Zylinderrohrs besitzt,

14, Führung nach Anspruch Ij5, dadurch gekennzeichnet, dass die End-Leitscheiben (50) in Axialrichtung Abstand zum Rotor (12) besitzen und eine auswärts weisende, der einwärts gerichteten Fläche (64) des Rohrs dicht gegenüberliegende Fläche (62) aufweisen, durch welche der enge Spalt (66) zusammen mit Zusammenbauspiel unabhängig von einem Werfen oder Verziehen der End-Leitscheibe festgelegt wird.

209844/0127