DE3016948A1

DE3016948A1 - Querstrahlruder

Info

Publication number: DE3016948A1
Application number: DE19803016948
Authority: DE
Inventors: Ferdinand 5480 Remagen Clausen
Original assignee: Schottel GmbH and Co KG
Current assignee: Schottel GmbH and Co KG
Priority date: 1980-05-02
Filing date: 1980-05-02
Publication date: 1981-11-12
Also published as: GB2075452A; SG45784G; AR226107A1; US4377981A; DE3016948C2; GB2075452B

Description

Schottel-Werft Germer ing, de α 29. -APR. 1980

Josef Becker GmbH & Co KG. P 68 DE

Querstrahlruder

Die Erfindung bezieht sich auf ein Querstrahlruder, wie es im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben ist.

Es sind Querstrahlruder bekannt, bei denen eine Wasserfördereinrichtung zum Erzeugen eines Schubes, z.B. ein Propeller, in einem Querkanal antreibbar gelagert ist, wobei dieser Querkanal von einer Schiffsseite zur anderen führt. Es sind auch Querstrahlruder bekannt, bei denen das Kanalsystem gewissermaßen T-förmig ausgebildet ist, so daß das Wasser z.B. am Schiffsboden oder am Bug angesaugt wird und wahlweise nach einer Seite ausgestoßen wird. Derartige Querstrahlruder dienen dazu, dem Schiff je nach Richtung des auf dem Querkanal ausgestoßenen Wassers einen Seitenschub zu geben, um das Manöve— rieren des Schiffes zu erleichtern. Es sind Querstrahlruder bekannt, bei denen die Kanalöffnungeh mit Klappen od.dgl. verschließbar sind.

Die Öffnungen der Kanäle, die von einer Schiffsseite zur anderen führen sinddürch die erforderlichen Richtungswechsel mal Einlauf und mal Auslauf. Obwohl ein Einlauf strömungsmäßig anders geformt sein sollte als ein Auslauf, müssen, beide Ka*- nalenden doch immer gleiche Form und gleiche Größe haben. Dadurch kann.das Wasser nicht mehr innerhalb des Querkanals

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AL· INSPECTED

• beschleunigt werden, sondern erhält seine notwendige Be-

j schleunigung schon beim Einlauf auf derSaugseite des Pro-

: pellers. Neben dem dabei bedingten schlechten Wirkungsgrad de:

j Propellers besteht die Gefahr des Lufteinbruchs mit schlagartigem Aussetzen der Schubkraft sowie Kavitationen mit allen j üblichen Begleiterscheinungen. Ferner nimmt die Schubkraft

mit zunehmender Schiffsgeschwindigkeit rapide ab. Sie setzt schon, infolge der Ejektorwirkung des vorbeiströmenden Was-

sers, bei mäßiger Fahrt des Schiffes völlig aus. Ähnliche Nachteile ergeben sich auch bei den Querstrahlrudern mit T-förmigem Kanalsyatem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden, insbesondere den Wirkungsgrad zu verbessern und die Kavitation zu vermeiden oder wenigstens stark zu mildern.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einem f"\. Querstrahlruder gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung mit den Merkmalen de; Anspruchs 2.

Je nach den Anforderungen, die an das Querstrahlruder gestellt werden, kann dabei die Achse der beweglichen Leitschaufel gerichtet sein. In den praktisch meisten Fällen ist das Merkmal dee Anspruchs 3 vorteilhaft.

ORIGINAL INSPECTED

Die Leitschaufeln nach der Erfindung werden meist durch den Wasserstrom an der Eintrittsseite in neutraler Stellung gehalten, während sie sich an der Austrittsseite durch ihr eigenes Gewicht und gewissermaßen durch ein labiles Gleichgewicht erfindungsgemäß einstellen werden. Es kann aber auch ein zusätzlicher Antrieb erforderlich sein. Daher kann eine Ausgestaltung mit den Merkmalen .des Anspruchs 4 günstig sein.

Zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse ist eine Weiteren
_*** bildung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 unter Umständen von

Vorteil.

Das Querstrahlruder nach der Erfindung hat folgende Vorteile. Der Wirkungsgrad wird erheblich verbessert durch die strömungsgünstige Gestaltung der Kanaöffnungen, da sie wechselweise einmal dem Wassereinlauf dienen und ein andermal als Ausstoßdüse wirken. Zudem ist die Energieumsetzung bzw. Wasser" beschleunigung hauptsächlich auf der jeweiligen Druckseite des Propellers gegeben. Kavitationen werden durch:.die bessere

€:■■■■-'-■■■■■" Wasserführung vermieden. Infolge des besseren Wirkungsgrades können bei gleicher Schubstärke kleinere und somit energiesparende Querstrahlrüder gewählt werden. Die Gefahr eines Lufteinbruchs wird herabgesetzt, weil das Wasser hauptsächlich von unten her zuströmt. Darum kann die Höhe des Wasserspiegels über den Kanalenden niedriger gehalten werden. Dieses wiederum, zusammen mit den kleineren Dimensionen des Querstrahlruders machen oft erst den Einbau in Schiffe mit beschränktem Tiefgang möglich. Die Schubwirkung während der

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Fahrt des Schiffes wird verbessert, weil durch die günstigere Ausbildung der öffnungen die Ejektorwlrkung vermindert wird. Die Leitschaufeln sind wenig aufwendig, bedürfen normalerweise keiner Bedienung noch Wartung. Sie arbeiten normalerweise ohne Stellglieder voll automatisch. Ein nachträglicher Einbau der Leitschaufeln, sowie die bessere Gestaltung der K-analenden bei bestehenden Querstrahlrudern ist meist ohne großen Aufwand möglich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines skizzierten Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Skizze zeigt einen Vertikalschnitt durch den Teil eines Schiffes 1, in dem ein Querstrahlruder nach der Erfindung eingebaut ist. Dieses Querstrahlruder besteht im wesentlichen aus einem Querkanal 2 und einem Propeller 3, der in diesem Querkanal gelagert ist. Die Lagerung und die Antriebseinrichtung für den Propeller sind bekannt und daher nicht gezeichnet, Der Querkanal kann einen kreisförmigen, quadratischen oder einen anders geformten Querschnitt aufweisen. An jedem Ende des Querkanals ist eine Leitschaufel 10,11 in Gelenken 12 drehbar so gelagert, daß der Schwerpunkt innerhalb des Querkanals liegt. Sie sind so gestaltet, daß sie im herabgefallener Zustand schräg nach innen ragen( siehe rechts in der Figur) und dabei den unteren Teil des Querkanals abdecken. Die Kanalöffnungen sind im oberen Teil 8,9 im wesentlichen scharfkantig, im unteren Teil 6,7 trichterförmig oder abgerundet oder in anderer Weise strömungsgünstig gestaltet.

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ORlQlNAUNSPECfTED

Wenn der Propeller 3 das Wasser beispielsweise von links nach rechts fördert, wird die Leitschaufel 10, die sich bis dahin in abgefallener Ruhestellung befand (wie rechts für 11 gezeichnet ist) durch die Strömung angehoben. Sie stellt sich strömungsgünstig ein. Die andere Leitschaufel 11 bleibt dagegen in der Ruhelage und wird durch die Strömung dort festgehalten. Da der untere Teil der Kanalöffnung strömungsgünstig abgerundet ist, strömt das Wasser auf der Eintrittsseite 13 im wesentlichen von unten zu. Auf der Austrittsseite 14 ist nur der scharfkantige obere Teil offen. Hier wird eine ideale Düse gebildet, die einen gebündelten.Wasserstrahl erzeugt. Dadurch bleibt die Wasserschicht 5 im Bereich des Wasserspiegels 4 unbewegt. Bei einem Richtungswechsel kehren die Leitschaufeln automatisch ihre Punktion um. Sollte aus irgend einem Grunde das eigene Gewicht der Leitschaufeln nicht ausreichen, dann kann ein besonderer Antrieb vorgesehen werden.

Die Erfindung ist nicht an einen Propeller als wasserfördernde Einrichtung beschränkt, es kann auch jede andere Vorrichtung verwendet werden, die einen Schub erzeugt, es sei nur beispielhaft der Zykloidalpropeller genannt. _:

Die Erfindung ist auch anwendbar auf andere Typen von Querstrahlruder,als das Ausführungsbeispiel zeigt, so z.B. auch auf Querstrahlruder, deren Kanalsystem T-förmig gestaltet ist. Wesentlich für. die Erfindung ist die bewegliche Leitschaufel an der öffnung.

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Begriffsiiste

1 Schiff

2 Querkanal

3 Propeller

4- Wasserspiegel

5 Wasserschicht

unterer Teil der Kanalöffnungen ( oberer Teil der Kanalöffnungen

_r ⁹

"k_/ 10 Leitschaufel

Leitschaufel

Gelenk

Eintrittsseite

Austrittsseite

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Leerseite

Claims

Schottel-Werft Josef Becker GmbH 4 Co EGr. Germering, den29. APR. 1980 F 68 DE Ansprüche

1. Querstrahlruder für Schiffe od.dgl. mit mindestens einer in einem Querkanal angeordneten Wasserfördereinrichtung, z.B. Propeller, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich mindestens einer Öffnung des Querkanals (2) mindestens eine mittels eines Gelenkes (12) od.dgl. beweglich gelagerte Leitschaufel (10,11) vorgesehen ist, die in den Querkanal hineinragt.

2. Querstrahlruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Öffnung des Querkanals (2) mindestens eine Leitschaufel (10,11) vorgesehen ist.

3..Querstrahlruder naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Gelenks (12) oder der Gelenke im wesentlichen horizontal gerichtet ist.

4. Querstrahlruder nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Leitschaufel (n) (11,12) von Hand oder motorisch antreibbar ist.

5. Querstrahlruder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (en) des Querkanäls in dem Teil·, der von der Leitschaufel abdeckbar ist, triohterförmig oder abgerundet oder ähnlich strömungsgünstig gestaltet ist.

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