DE2246766B2 - Steuereinrichtung für Schiffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Schiffe mit einem die Schraube umgebenden Mantelring, der in einer mit den Schiffsdecks koplanaren Ebene verschwenkbar ist und der einen bei Vorausfahrt des Schiffes das zuströmende Wasser aufnehmenden Eintrittsquerschnitt und einen das abströmende Wasser abgebenden Austrittsquerschnitt aufweist, hinter dem ein Ruderblatt angeordnet ist

Durch die Ummantelung einer Schiffsschraube, beispielsweise in Form einer Kort-Düse, kann der Antriebsschub erheblich vergrößert werden. Wenn diese Düse zusätzlich um eine in Schiffshochrichtung angeordnete Achse verschwenkbar gelagert wird, kann das Schiff durch Verschwenken der Düse gut manövriert werden.

Mit derartigen Schiffsantrieben werden in der Praxis bei See' und Binnenschiffen gute Erfahrungen erzielt. Mit zunehmender Länge der Schiffsverbände, insbesondere in der Schubschiffahrt, kommt es aber darauf an, den Schiffsverband auf engstem Räume zu drehen. Es hat sich herausgestellt, daß die Verwendung herkömmlicher drehbarer Schraubenummantelungen zum Manövrieren solcher Verbände nicht ausreicht, da auch bei Hartruderlage noch eine beachtliche Schub-Vorauskomponente erzeugt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schiffsantrieb mit einer Steuereinrichtung zu schaffen, mit dem auch lange Schiffsverbände auf kleinstem Räume gedreht werden können.

Einrichtungen der vorgenannten Art sind beispiels

weise bekannt aus den DE-AS 1013 984 und DE-PS 657370,

Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches J angegebenen Merkmale gelöst Es handelt sich also darum, ein an sich bekanntes Flossenruder — wie es zum Beispiel aus den DE-PS 3 98186 und 4 50 590 bekannt ist - mit einem die Schraube umgebenden Mantelring so zu kombinieren, daß sich ein stetiger Schraubenstrom ergibt der bei einer Ruderlage bis maximal 90° stetig umgelenkt wird und ¹So die Manövrierfähigkeit des Schiffes ganz erheblich verbessert

Weitere Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Beispiel näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

Fi g. 1 eine Draufsicht auf das Heck eines Schiffes mit aufgeschnittenem Mantelring,

Fig.2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit Düsenprofil bei Hartruderlage,

Fig.3 eine Steuereinrichtung mit Zylinderdüse bei harter Ruderlage,
Fig.4 einen Querschnitt durch eine Steuereinrichtung, mit Düse und Leitflächen im Eintrittsquerschnitt und

F i g. 5 eine Draufsicht auf eine Steuereinrichtung bei Hartruderlage mit atrömungsverlauf bei Rückwärtsfahrt

Die Steuereinrichtung besteht im wesentlichen aus einer Schraube 1. einem Mantelring 2, und einem Flossenruder 3. Die Schraube 1 ist auf einer Schwanzwelle 4 befestigt, die aus dem Heck eines Schiffes 5 austritt

Der Mantelring 2 umgibt die Schraube 1 in bereits bekannter Weise so, daß ein möglichst großer Vorwärtsschub erzeugt wird. Bei Vorausfahrt des Schiffes 5 wird das Wasser von der Schraube 1 durch einen Eintrittsquerschnitt 6 angesaugt und verläßt den

Mantelring 2 über einen Austrittsquerschnitt 7. Der Mantelring 2 ist an einer in Schiffshochrichtung verlaufenden Schwenkachse 8 befestigt, so daß er in einer mit den Schiffsdecks koplanaren Ebene schwenkbar ist Der Mantelring 2 kann als Düse 9 mit einem im

Querschnitt tragflächenartigen Profil 10 ausgebildet sein. Dabei ist das dickere Ende des Profiles dem Eintrittsquerschnitt 6 und das dünnere Ende dem Austrittsquerschnitt 7 benachbart Auf diese Weise wird bei Vorausfahrt des Schiffes ein größerer Schub

aufgebracht als bei Rückwärtsfahrt

Der Mantelring 2 kann aber auch als Zylinderdüse 11 rohrartig mit abgerundeten Kanten am Eintrittsquerschnitt 6 und Austrittsquerschnitt 7 ausgebildet sein. Dadurch werden auch bei Rückwärtsfahrt des Schiffes 5 günstige Schubverhältnisse geschaffen.

Ein herkömmliches Austrittsprofil 12 beruhigt das aus dem Austrittsquerschnitt 7 austretende Wasser, schafft auf diese Weise günstige Abströmverhältnisse und stabilisiert die Düse. Es kann auch schwenkbar um eine in Schiffshochrichtung verlaufende Achse im Austrittsquerschnitt 7 angeordnet sein, Dadurch kann zwar die Manövrierbarkeit des Schiffes 5 verbessert werden. Gleichzeitig wird aber auch durch das Austrittsprofil 12 ein erheblicher Teil des Austrittsquerschnittes 7

abgedeckt, so daß große Strömungsverluste entstehen, die dem Schiffsantrieb verloren gehen, bzw. bei Rückwärtsfahrt den WasserzufluB zur Schraube Stark beeinträchtigen.

Demgegenüber wird das Flossenruder 3 hinter dem Austrittsquerschnitt 7 um eine in Schiffshochrichtung verlaufende Rpderachse 13 verschwenkbar so angeordnet, daß auch Ibei Hartruderlage der gesamte Austrittsquerschnitt 7 für das von der Schraube 1 abströmende Wasser zur Verfügung steht Zu diesem Zwecke wird die Ruderachse l|3 senkrecht zur Verlängerung der Schwanzwelle 4 in einem Abstand vom Austrittsquerschnitt 7 so eingeordnet, daß bei Hartruderlage eine stetige Umlenkung des Wasserstromes an einer Profillinie stattfindet, die etwa durch die Außenseite des Mantelringes 2 und dem Flossenruder 3 gebildet wird.

Das Flossenruder 3 setzt sich in an sich bekannter Weise aus einem Ruderblatt 14 und einer Schwanzflosse 15 zusammen. Die Schwanzflosse 15 kann gegenüber dem Ruderblatt 14 um eine in Schiffshochrichtung verlaufende Achse 16 verschwenkt werden. Der über die Ruderachse 13 auf das Flossenruder 3 einwirkende Antrieb ist in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß jedem Schwenkwinkel des Ruderblattes 14 ein bestimmter Knickwinkel zwischen der Schwanzflosse 15 und dem Ruderblatt 14 zugeordnet ist, der sich aus den jeweiligen Abströmverhältnissen des Wassers vom Ruderblatt 14 ergibt

Bei dem Schiffsantrieb mit einem dahinterliegenden Ruder wird die Länge dieses Ruderblattes 14, die in einem an sich bekannten Verhältnis zur Länge der Schwanzflosse 15 steht so bestimmt daß der Austrittsquerschnitt 7 für das abströmende Wasser nicht beengt wird und andererseits das Ruderblatt 14 mit seiner Vorderkante 17 bei Hartruderlage unmittelbar an das Düsenprofil 10 anschließt

Bei Geradeausfahrt des Schiffes 5 bildet das Ruderblatt 14 mit der Schwanzflosse 15 eine Ebene, die in Richtung der Schwanzwelle 4 verläuft und sich in Schiffshochrichtung erstreckt Bei leichten Kursabweichungen von der Geradeausfahrt werden die Manöver ausschließlich mit dem Flossenruder 3 gefahren. Dieses erzeugt im Strom des vom Mantelring 2 abströmenden Wassers Ruderkräfte, die zum normalen Manövrieren «o des Schiffes 5 vollkommen ausreichen. Wenn dieses allerdings auf möglichst engem Räume gedreht werden soll, werden sowohl der Mantelring 2 als auch das Knickruder 3 in Hartruderlage gebracht Diese sind in den Fig.2, 3 und 5 dargestellt Es zeigt sich, daß in dieser Ruderlage das gesamte Schraubenwasser in eine quer zur Schiffslängsrichtung verlaufende Querkomponente umgesetzt wird, ohne daß der Austrittsquerschnitt 7 verengt wird. Der gesamte vom Mantelring 2, dem Ruderblatt 14 und der Schwanzflosse 15 gebildete Umlenkwinkel beträgt in dieser Ruderlage etwa 100 Grad. Er nimmt stetig zu, da die Umlenkung durch den Mantelring 2 etwa 30 Grad, durch das Ruderblatt 14 etwa 50 Grad und durch die Schwanzflosse 15 etwa 100 Grad beträgt rfiese stetige Umlenkung des Schraubenwassers verläuft allmählich, so daß große Strömungsverluste verhindert werden. Außerdem bleibt auch bei Hartruderlage zwischen dem Ende der Schwanzflosse 15 und dem Austrittsquerschnitt 7 ein in seiner Größe diesem etwa entsprechender Querschnitt erhalten.

Damit stellt sich die erfindungsgemäße Kombination als eine optimale Steuereinrichtung mit dreifacher Umlenkungsabströmung des Wassers dar. Jede andere Umlenkung des Abströmwassers bringt demgegenüber Nachteile mit sich. Bei einer zweifachen Umlenkung wird ein zu großer Teil des Austrittsquerschnittes 7 verdeckt ferner ist es kaum möglich, die volle Querabströmung zu erreichen. Bei einer vierfachen Umlenkung entstehen schwierig zu beherrschende und damit aufwendige Antriebsprobleme, wenn dafür Sorge getragen werden soll, daß bei jeder denkbaren Ruderlage ein günstiger Effekt erzielt werden muß.

Außerdem zeigt sich, daß auch bei Rückwärtsfahrt eine Hartruderlage gewählt werden kann, ohne daß ein ungenügender Wasserzufluß zur .Vihraube entsteht (F i g. 5). Die Querschnitte 6,7 sind so gewählt daß auch bei kleinerer Förderleistung der Schraube 1 in Rückwärtsfahrtrichtung der Wasserzufluß für die Manövrierbarkeit des Schiffes ausreicht

Zusäiclich können im Eintrittsquerschnitt 6 Leitflächen 18 vorgesehen sein, die insbesondere der Lenkung des Wasserstromes bei Rückwärtsfahrt dienen. Diese Leitflächen können beispielsweise über den Umfang des Eintrittsquerschnittes 6 gleichmäßig verteilt sein und als Tragflügelprofile ausgebildet sein.

Die Drehbewegung von Mantelring 2 und Flossenruder 3 kann über eine gemeinsame Rudermaschine erfolgen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, daß zwischen der Schwenkachse 8 und der Ruderachse 13 ein Untersetzungsgetriebe angeordnet ist das eine den günstigsten Steuerbedingungen des Schiffes entsprechende Abhängigkeit zwischen den Bewegungsabläufen des Flossenruders 3 und des Mantelringes 2 erlaubt In vielen Fällen wird es allerdings auch günstig sein, für das Flossenruder 3 und den Mantelring 2 getrennte Ruäermaschinen anzuordnen. Auf diese Weise wird es ermöglicht Flossenruder 3 und Mantelring 2 getrennt voneinander zu bewegen, so daß das Schiff 5 bei gewöhnlicher Geradeausfahrt ausschließlich mit dem Knickruder 3 auf Kurs gehalten werden kann. Obgleich bei der Anordnung zweier Rudermaschinen der Untersetzungsmechanismus entfällt wird diese Antriebsart gegenüber der mit einer Rudermaschine teurer sein.

Schließlich kann der erfindungsgemäße Schiffsantrieb auch in der Höhe verschwenkbar angeordnet werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Höhe des Abtriebes der jeweiligen Eintauchtiefe des Schiffes 5 angepaßt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Steuereinrichtung für Schiffe mit einem die Schraube umgebenden Mantelring, der in einer mit den Schiffsdecks koplanaren Ebene verschwenkbar ist und der einen b.ei Vorausfahrt des Schiffes das zuströmende Wasser aufnehmenden Eintrittsquerschnitt und einen das abströmende Wasser abgebenden Austrittsquerschnitt aufweist, hinter dem ein Ruderblatt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende des Ruderblattes (14) in an sich bekannter Weise eine verschwenkbare Schwanzflosse (15) angeordnet ist und daß dieses aus Ruderblatt (14) und Schwanzflosse (15) bestehende Flossenruder (3) bei Hartruderlage aus der Mittellage so ausgelenkt wird, daß es zusammen mit dem benachbarten Profil des Mantelringes (2) eine im wesentlichen ununterbrochene Umlenkfläche für das von der Schraube (1) abströmende Wasser bildet

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Hartruderlage der Austrittsquerschnitt (7) zwischen Flossenruder (3) und Mantelring (2) im wesentlichen dem Durchströmungsquerschnitt des Mantelringes (2) entspricht

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß hei Hartruderlage das eingeknickte Flossenruder (3) sich im wesentlichen senkrecht zur Schraub&nachse erstreckt

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen Antrieb, der beim RuaVsiegen die Schwanzflosse (15) stärker als das Ruderblatt (14) und das Ruderblatt (14) stärker als den Mantelring (2) auslenkt