DE3120072A1

DE3120072A1 - Schiff mit mindestens einer schiffschraube

Info

Publication number: DE3120072A1
Application number: DE19813120072
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. 7980 Ravensburg Wührer
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1981-04-22
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1982-11-18
Also published as: DE3120072C2; ES510576A0; GB2096964A; JPS57182592A; US4406635A; SE8202504L; IT8220579A0; GB2096964B; ES8303220A1; FR2504488A1; IT1150528B; FR2504488B1; SE452296B; NL8102535A

Description

P. 5608/Tq/Ma Escher Wyss GmbH, Ravensburq / Württ., (Deutschland)

Schiff mit mindestens einer Schiffschraube

Die Erfindung betrifft ein Schiff mit mindestens einer Schiffschraube entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem vorgeschlagenen Schiff dieser Art ist die Steuerplatte am Schiffboden an einer quer zur Fahrtrichtung angeordneten Achse scharnierartig angelenkt und über einen Zylinder-Kolbenmechanismus zwischen der eingefahrenen Stellung, in der sie sich an die Oberfläche des Tunnel anlegt, und der von dieser Oberfläche entfernten, ausgefahrenen Stellung verstellbar (deutsche Patentanmeldung 30 05 682.7 bzw. US-Patentanmeldung S.N. 06/191,381). Bei einer derartigen Anordnung können an der Uebergangsstelle zwischen dem Schiffboden und der Steuerplatte an diesen beiden Teilen Schäden durch Kavitationserosion entstehen; ferner kann die Uebergangsstelle durch Fremdkörper verlegt und damit die Beweglichkeit und Funktionssieherheit der Steuerplatte beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an eixiem Schiff

der eingangs genannten Art die Anordnung und den Antrieb der Steuerplatte zu verbessern und eine möglichst strömungsgünstige Verbindung zwischen dieser und dem Schiffboden zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die erfindungsgemäss ausgebildete Steuerplatte gewährleistet in eingefahrener wie in ausgefahrener Stellung eine optimale Führung der ihr entlang verlaufenden Strömung. Dabei wird insbesondere die Bildung eines der Strömung ausgesetzten, quer zu dieser verlaufenden offenen Spaltes vermieden und damit eine praktisch ungestörte Strömungskontur erzielt. Die bei der elastischen Deformation der Abdeckplatte entstehenden Veränderungen der Breite des zwischen dem Schiffboden und der vorderen Kante der Steuerplatte gebildeten, abgedeckten Spaltes werden jeweils durch entsprechende elastische Deformationen der Arme der Lagerböcke aufgenommen. Aufgrund der in Richtung auf die eingefahrene Stellung der Steuerplatte zunehmenden Deformation dieser Arme wird auf die Abdeckplatte eine im Sinne einer Streckung derselben einwirkende, der Fahrtrichtung entgegengerichtete Zugkraft ausgeübt, welche zumindest in der eingefahrenen Stellung der Steuerplatte ein Flattern bzw. eine Wellung der Abdeckplatte verhindert. Ebenso wird jeweils durch die sich entspannenden Arme der Lagerböcke ein beschleunigtes Ausfahren der Steuerplatte mit relativ geringem Energieaufwand ermöglicht.

In den Unteransprüchen sind weitere Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben. .

Durch die Ausführung nach Anspruch 2 wird die Abdeck-

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.· 5-

platte auch in der ausgefahrenen Stellung der Steuerplatte unter ständiger Zugspannung gehalten, so dass praktisch in jeder Stellung der Steuerplatte ein Plattern der Abdeckplatte verhindert wird.

Die Ausführung nach Anspruch 3 ergibt eine insbesondere für häufige Ein- und Ausfahrbewegungen geeignete Konstruktion mit günstig beanspruchter Abdeckplatte, indem die Zone der grössten Deformation dieser Abdeckplatte von der Einspannstelle weg verlegt wird.

Durch die Ausführung nach Anspruch 4 wird eine sichere und strömungsgünstige Anbringung der Abdeckplatte auf besonders einfache Weise gewährleistet.

Die Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäss ausgebildetes Schiff in einer Seitenansicht,

Fig. 2 eine Teilansicht des Schiffes nach der Fig. 2 mit einem Teilschnitt, bei eingefahrener Steuerplatte,

Fig. 3 einen Teilausschnitt aus der Fig. 2 in nochmals grösserer Darstellung, bei ausgefahrener Steuerplatte,

Fig. 4 einen Teilschnitt nach der Linie IV - IV in der Fig. 3,

Fig. 5 eine Teilansicht der Steuerplatte gemäss Pfeil V in der Fig. 3, und

Fig. 6 eine entsprechende Teilansicht in einer anderen Aus f ührungsform.

Das in der Fig. 1 dargestellte Schiff 1 weist einen Schiffskörper 2 mit einem Boden 3 und mit am Heck des Schiffes angeordneten Steuerrudern 4 auf. Im Boden 3 sind z. B. zwei nebeneinander angeordnete, heckseitige.· Tunnels 5 ausgebildet, in welchen je eine Schiffschraube 6 etwa mit der Hälfte ihres Umfanges angeordnet ist.

Die Schiffschrauben 6 können vorzugsweise als Verstellpropeller ausgebildet sein, welche, wie in der Fig. 2 dargestellt, je eine auf einer Propellerwelle 7 angeordnete Nabe 8 mit Propellerflügeln 10 enthalten, die je um ihre senkrecht zur Propellerwelle 7 stehenden Achsen verstellbar sind. Die Propellerwelle 7 ist in einem in der Wand des Tunnels 5 befestigten Lagerrohr 11 gelagert und mit einem nicht dargestellten, im Schiffs-Innern angeordneten Antriebsmotor gekuppelt.

Im Uebergangsbereich zwischen dem Schiffboden 3 und dem Tunnel 5 ist eine Steuerplatte 12 angeordnet, welche um eine quer zur Fahrtrichtung gestellte Achse 13 schwenkbar und über einen Zylinder-Kolbenmechanismus 14 zwisehen einer in der Fig. 2 mit vollen Linien gezeichneten, eingefahrenen Betriebsstellung A und einer strichpunktiert gezeichneten, ausgefahrenen Betriebsstellung B verstellbar ist. Die Steuerplatte 12 weist eine dem Uebergangsbereich angepasste Form auf und ist so ausgebildet, dass sie sich in der eingefahrenen Stellung A in die für einen strömungsgünstigen Verlauf ausgebildete, den Stromlinien des Wassers folgende Wand des Tunnels 5 einfügt und in der ausgefahrenen Stellung B von der Wand des Tunnels 5 abgehoben ist und ein Abreissen der Strömung vom Ende der Steuerplatte 12 bewirkt.

Bei Langsamfahrt des Schiffes 1 wird die Steuerplatte 12 durch den in bekannter, nicht weiter dargestellter

-erbeeinflussten Zylinder-Kolbenmechanismus 14 in der eingefahrenen Betriebsstellung A festgehalten, welche eine praktisch wirbelfreie Durchströmung des ganzen Tunnels 5 gestattet. Entsprechend arbeitet die mit niederer Drehzahl angetriebene Schiffschraube 6 voll im Wasser eingetaucht.

Bei Schnellfahrt des Schiffes 1 wird die Steuerplatte durch den Zylinder-Kolbenmechanismus 14 in der ausgefahrenen Stellung B festgehalten, wobei durch das Abreissen der Wasserströmung vom Ende der Steuerplatte 12 «-■■ bei minimaler Erhöhung des Strömungswiderstandes und ohne wesentliche Erhöhung der Wirbelverluste in der dem Schiff entlang verlaufenden Wasserströmung - ein einwandfreies Ablösen der Strömung von den Wänden des Tunnels erzielt wird. Entsprechend wird jeweils gleichzeitig nur ein Teil, etwa die Hälfte,der mit höherer Drehzahl angetriebenen Schiffschraube 6 in das Wasser eingetaucht, welche somit als halbgetauchter Propeller arbeiten kann.

Der zur Bäätigung der Steuerplatte 12 vorgesehene Zylinder-Kolbenmechanismus 14 ist mit quer, annähernd aufrecht zur Steuerplatte 12 gestellter Kolbenstange angeordnet und an einer vom Boden 3 und von der durch die eingefahrene Stellung A der Steuerplatte 12 bestimmten Kontur des Tunnels 5 zurückgesetzten Bodenpartie 16 dichtend befestigt. Die Bodenpartie 16 begrenzt mit einer quer zur Fahrtrichtung gestellten Wandpartie 17 eine den Tunnel 5 erweiternde Nische 18, welche durch die Steuerplatte 12 in der eingefahrenen Stellung A abgedeckt wird.

Wie insbesondere aus der Fig. 3 hervorgeht, ist das Ende der Kolbenstange 15 mit einer an der Steuerplatte 12

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angelenkten Lasche 20 gelenkig verbunden. Die Steuerplatte 12 und der Boden 3 sind durch eine aus einem Blechstreifen gebildete, elastisch deformierbare Abdeckplatte 21 verbunden, welche einen an der Uebergangsstelle zwischen dem Boden 3 und der Steuerplatte 12 bestehenden Spalt 22 überdeckt. Die Abdeckplatte 21 ist mit bündiger Aussenfläche in den Boden 3 und die Steuerplatte 12 eingesetzt, und an diesen je mit einem der beiden quer zur Fahrtrichtung verlaufenden Ränder biegesteif befestigt. Zu diesem Zweck können die beiden Ränder, wie in der Fig. 5 dargestellt, je eine durch z. B. rechteckige Einschnitte 23 und Vorsprünge 24 gebildete, zinnenartige Form aufweisen, welche die Anbringung einer von einer Geraden abweichenden, annähernd zickzackförmigen Schweissnaht gestattet. Diese setzt sich etwa aus je im Bereich der Vorsprünge 24 entlang einer Kante 25 der Steuerplatte 12 bzw. des Bodens 3 verlaufenden Stumpfnähten und entlang den Kanten der Einschnitte 23 verlaufenden Kehlnähten zusammen. Um eine glatte, strömungsgünstige Oberfläche zu erhalten, können die durch die Einschnitte 23 und die Kante 25 gebildeten Vertiefungen durch Auftragen von Schweissmaterial ausgefüllt werden.

Es versteht sich, dass die Ränder der Abdeckplatte 21 jeweils auch beliebig anders geformte, z. B. dreieckige oder bogenartige Einschnitte aufweisen können. Die Abdeckplatte 21 kann auch mit Schlitzen oder, gemäss Fig. 6, etwa mit kreisförmigen Ausnehmungen 26 zur Anbringung von Lochschweissungen versehen sein, welche, zusammen mit einer jeweils entlang der Kante 25 verlaufenden, durchgehenden Schweissnaht, ebenfalls eine biegesteife Einspannung des betreffenden Randes der Abdeckplatte 21 gewährleisten.

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.9.

Die Achse 13 der Steuerplatte 12 ist in zwei in Fahrtrichtung beweglichen Lagerböcken 28 gelagert, welche je einen durch Schrauben 30 an der Wandpartie 17 befestigten Halteteil 31, einen in Fahrtrichtung elastisch deformierbaren, quer zur Fahrtrichtung praktisch steifen Arm 32 und eine mit diesem verbundene Nabe 33 zur Aufnahme der Achse 13 enthalten.

Die Lagerböcke 28 sind je mit einer in der Fig. 3 durch eine leichte Krümmung des mit vollen Linien gezeichneten Armes 32 angedeuteten Vorspannung eingestellt, welche auf die Steuerplatte 12 im Sinne einer Erweiterung des Spaltes 22 einwirkt. Entsprechend wird die Abdeckplatte 21 bereits in der dargestellten, ausgefahrenen Stellung B der Steuerplatte 12 im Sinne einer Streckung gespannt gehalten. In der Bodenpartie 16 können Montageöffnungen 35 vorgesehen sein, welche die Nische 18 vom Schiffsinnern her für den erleichterten Einbau der Lagerböcke 28 und für die genaue Einstellung und Justierung der Verbindung zwischen der Kolbenstange 15 und der Steuerplatte 12 zugänglich machen. Die Montageöffnungen 35 sind je durch einen vom Schiffsinnern her mittels Schrauben 36 verschliessbaren Deckel 37 abgeschlossen (Fig. 3, 4).

Wenn durch entsprechende Betätigung des Zylinder-Kolbenmechanismus 14 die Kolbenstange 15, die Lasche 20 und die Steuerplatte 12 in die in der Fig. 3 strichpunktiert dargestellten eingefahrenen Stellungen 15·, 20· bzw. A gebracht werden, wird durch die dabei entstehende elastische Verformung der Abdeckplatte 21 diese in die Stellung 21· und das in der Fig. 3 linke Ende der Steuerplatte 12 mit den Naben 33 der Lagerböcke 28 gegen die Wandpartie 17 bewegt, wobei die Arme 32 eine zunehmende elastische Verformung erfahren, welche in der

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Fig. 3 durch eine strichpunktiert dargestellte Endstellung 32· veranschaulicht wird. Die Steuerplatte und die Abdeckplatte 21. stehen somit ständig unter einer durch die Vorspannung der Arme 32 bedingten Krafteinwirkung, welche beim Einfahren der Abdeckplatte gegen die eingefahrene Stellung A hin kontinuierlich zunimmt und welche ein Ausfahren der Abdeckplatte 12 erleichtert bzw. beschleunigt, indem durch die sich entspannenden Arme 32 die Ausfahrbewegung unterstützt wird. Ausserdem wird durch die wegen der Vorspannung der Arme 32 auf die Abdeckplatte 21 einwirkende, der Fahrtrichtung entgegengesetzte Zugkraft ein Flattern der Abdeckplatte 21 verhindert.

Durch die den Spalt 22 abdeckende Abdeckplatte 21 wird sowohl in der ausgefahrenen Stellung B als auch in der eingefahrenen Stellung A der Steuerplatte 12 eine praktisch störungsfreie Strömung erzielt, welche in der Fig. 3 durch eine der ausgefahrenen Stellung B entsprechende, voll gezeichnete Stromlinie W und eine der eingefahrenen Stellung A entsprechende, strichpunktiert gezeichnete Stromlinie W veranschaulicht ist.

Anstelle von zwei Schiffschrauben, wie beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, können auch mehrere, z. B. drei Schiffschrauben, oder eine einzige Schiffschraube vorgesehen sein. Ferner können zwei oder mehrere Schiffschrauben in einem gemeinsamen Tunnel angeordnet sein.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Schiff mit mindestens einer Schiffschraube (6), welche sich im wesentlichen zur Hälfte ihres Umfanges in einem Tunnel (5) befindet, der im Boden (3) des Schiffkörpers (2) ausgebildet ist, wobei der Tunnel (5) eine strömungsgünstige, den Stromlinien (W) des Wassers folgende, aus dem Schiffboden (3) sich entwickelnde Uebergangsform aufweist, und im Uebergangsbereich der Fläche des Schiffbodens (3) in den Tunnel (5) eine ein- und ausfahrbare Steuerplatte (12) angeordnet ist, welche im Schiffkörper (2) schwenkbar gelagert ist und sich an die Bodenfläche des Schiffes anschliesst, dadurch gekennzeichnet , dass an der Uebergangsstelle zwischen dem Schiffboden (3) und der Steuerplatte (12) eine elastisch deformierbare Abdeckplatte (21) angeordnet ist, welche den Spalt (22) zwischen dem Schiffboden (3) und der Steuerplatte (12) abschliesst und in eingefahrener (A) wie in ausgefahrener Stellung (B) entlang den Stromlinien (W, W) verläuft, und dass die vordere Kante der Steuerplatte (12) mit dem Schiffkörper

(2) durch eine in Fahrtrichtung bewegliche, in vertikaler Richtung im wesentlichen feststehende Lagerung in Lagerböcken (28) mit elastisch deformierbaren Armen (32) verbunden ist, wobei die Form der Lagerböcke (28) so gewählt ist, dass die Deformation der Arme (32) in Richtung auf die eingefahrene Stellung (A) der Steuerplatte (12) zunimmt.

2. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (32) der Lagerböcke (28) bereits in einer der ausgefahrenen Stellung (B) der Steuerplatte (12) entsprechenden Grundstellung eine durch einen Anfangsbereich ihrer elastischen Deformation vorbestimmte Vorspannung

aufweisen.

3. Schiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abdeckplatte (21) ein Blechstreifen ist, dessen quer zur Fahrtrichtung verlaufende Randpartien je mit dem Schiffkörper (2) bzw. der Steuerplatte (12) biegesteif verbunden sind.

4. Schiff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (21) mit dem Schiffkörper (2) und der Steuerplatte (12) je durch von einer Geraden abweichend, zumindest abschnittweise im wesentlichen in Fahrtrichtung gegeneinander versetzt verlaufende Schweissnähte verbunden ist.

5. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Zylinder-Kolbenmechanismus (14) zum Verstellen der Steuerplatte (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder-Kolbenmechanismus (14) mit quer zur Steuerplatte (12) gestellter Kolbenstange (15) angeordnet ist.