DE3016948C2 - Querstrahlruder - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Querstrahlruder der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art

Aus dem DE-GM 78 28 873 ist ein derartiges Querstrahlruder bekannt Hierbe; wird das Schiff mittels eines Querstrahlruders wahlweise um 100% quer oder mit 70% quer und 30% rückwärts verfahren. Es ist ein abgewinkelter Querkanal vorgesehen, an dessen Öffnungen jeweils eine Steuerklappe angeordnet ist Die J₀ Steuerklappen ragen in den Kanal hinein, sind länger als der halbe Durchmesser des TunrHquerschnitts und sind um lotrechte Achsen drehbar gelagert. Die Steuerklappen stehen mit der Ruderanlage in Wirkverbindung und je nach Wunsch kann der Wasserstrom an der bugseitigen oder heckseitigen Hälfte des Querkanals austreten, wodurch die besagten Quer- und Längsschubkomponenten gewählt werden können.

Aus dem DE-GM 18 37 840 isi ein Querstrahlruder mit Klappen bekannt, bei dem die Öffnungen des Querkanals trichterförmig und eine Kante abgerundet sind. Die Klappen bezwecken das Eindringen von Fremdkörpern, zum Beispiel Eis oder dergleichen, in den Querkanal zu verhindern und gleichzeitig Strömungsverluste bei der Kursfahrt, also längs der Bordwand zu vermeiden. Die an den Kanalöffnungen vorgesehenen Klappen sind um lotrechte oder waagerechte Achsen drehbar angeordnet und so gestaltet, daß sie die Kanalöffnungen völlig verschließen können. Die Klappen passen also annähernd oder genau in die Kanalöffnungen.

Die Öffnungen der Kanäle, die von einer Schiffsseite zur anderen führen, sind durch die erforderlichen Richtungswechsel mal Einlauf und mal Auslauf. Obwohl ein Einlauf strömungsmäßig anders geformt sein sollte als ein Auslauf, müssen beide Kanalenden doch immer gleiche Form und gleiche Größe haben. Dadurch kann das Wasser nicht mehr innerhalb des Querkanals beschleunigt werden, sondern es erhält seine notwendige Beschleunigung schon beim Einlauf auf der Saugseite «» des Propellers. Neben dem dabei bedingten schlechten Wirkungsgrad des Propellers besteht die Gefahr des Lufteinbruchs mit schlagartigem Aussetzen der Schubkraft sowie Kavitationen mit allen üblichen Begleiterscheinungen. Ferner nimmt die Schubkraft mit zunehmender Schiffsgeschwindigkeit rapide ab. Sie setzt schon, infolge der Ejektorwirkung des vorbeiströmenden Wassers, bei mäßiger Fahrt des Schiffes völlig aus.

Per Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Querstrahlruder der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß insbesondere sein Wirkungsgrad vergrößert und die Kavitation vermieden oder wenigstens stark gemildert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Querstrahlruder der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das gemäß der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale aufweist

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet

Die Leitschaufeln nach der Erfindung werden 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.

Das Querstrahlruder nach der Erfindung hat folgende Vorteile. Der Wirkungsgrad wird erheblich verbessert durch die Sirörnurigägünstige Gestaltung der Kanalöffnungen, da sie wechselweise einmal dem Wassereinlauf dienen und ein andermal als Ausstoßdüse wirken. Zudem ist die Energieumsetzung bzw. Wasserbeschleunigung 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 Querstrahlruder 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 Fahrt des Schiffes wird verbessert, weil durch die günstigere Ausbildung der Öffnungen die Ejektorwirkung verhindert wird.

Die Leitschaufeln sind wenig aufwendig, bedürfen normalerweise keiner Bedienung noch Wartung. Sie arbeiten normalerweise ohne Stellglieder vollautomatisch. Ein nachträglicher Einbau der Leitschaufeln sowie die bessere Gestaltung der Kanalenden bei bestehenden Querstrahlrudern ist meist ohne großen Aufwand möglich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Vertikalschnitt durch den Teil eines Schiffes 1, in dem ein Querstrahlruder eingebaut ist. Dieses Querstrahlruder besteht im 'vesentlichen 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 herabgefallenen 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.

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 Kanalöffnuug 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 Funktion um. Sollte aus irgendeinem Grunde das eigene Gewicht der Leitschaufeln nicht ausreichen, dann kann ein besonderer Antrieb vorgesehen werden. Die Bewegung der Leitschaufeln 10,11 kann auch von Hand oder motorisch antreibbar sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Querstrahlruder für Schiffe mit mindestens einer in einem Querkanal angeordneten Wasserfördereinrichtung, z.B. Propeller, bei dem im Bereich mindestens einer Öffnung des Querkanals mindestens eine mittels eines Gelenks bewegliche Leitschaufel angeordnet ist, die in den Querkanal hineinragt und die eine Länge aufweist, die größer ist als der Abstand zwischen dem Gelenk und der dem |₀ Gelenk am nächsten liegenden Kanalwandung, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Gelenkes (12) im wesentlichen horizontal gerichtet ist

Z Querstrahlruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen) des Querkanals in dem Teil, der von der Leitschaufel abgedeckt wird, trichterförmig oder ihre Kante abgerundet ist