DE3640285A1

DE3640285A1 - Antriebsvorrichtung fuer schiffe

Info

Publication number: DE3640285A1
Application number: DE19863640285
Authority: DE
Inventors: Horst Querfurth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-25
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1988-06-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Schiffe mit im Abstand angeordneten, motorisch angetriebenen, umlaufenden Schaufeln.

Zum Antrieb von Schiffen sind verschiedene Vorrichtungen, wie Schiffsschrauben, Voith-Schneider Propeller oder Schaufelräder bekannt. Schiffsschrauben und Propeller haben die Aufgabe, eine Wassermenge zu beschleunigen und die dabei entstehende Reaktionskraft auszunutzen. Die von den Schrauben zur Fortbewegung des Schiffes nutzbar gemachte Maschinenleistung ist von der Differenz der Geschwindigkeit des anströmenden und des abströmenden Wassers sowie von der durchgesetzten Wassermenge abhängig. Wasser weicht jedoch dem Druck der Schraube etwas aus, wobei die Fortbewegung bei einer Schraubenumdrehung nur etwa 60 bis 70% der Ganghöhe beträgt.

Bei einem Schaufelradantrieb besteht der Nachteil, daß jeweils nur eine Schaufel voll wirksam ist, während die übrigen Schaufeln mehr oder weniger wirkungslos umlaufen. Es sind daher sehr große Schaufelräder erforderlich und dennoch bleibt die Wirkung nur gering.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schiffsantrieb zu schaffen, der bei guter Antriebsleistung eine schnelle Manövrierfähigkeit aufweist und bei dem Reparaturen ausführbar sind, ohne das Schiff einzudocken.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln an einem in Längsrichtung des Schiffes laufenden, endlosen Schaufelband angeordnet sind, das über mindestens zwei im Abstand zueinander, im Schiffsboden angeordnete Antriebswalzen geführt ist.

Die Schaufeln haben vorteilhaft einen doppel-T-förmigen Querschnitt und weisen an ihren seitlichen Rändern Verstärkungen auf.

Die Antriebswalzen und das umlaufende Schaufelband sind vorteilhaft in einer Druckkammer angeordnet. Die Druckkammer weist ein mit dem Schiffsboden verbundenes Gehäuseunterteil und ein abnehmbares Gehäuseoberteil auf.

Vorteilhaft ist die Druckkammer von einem Druckraum umgeben, dem ein Luftbehälter mit Kompressor zugeordnet ist und der über eine Luftschleuse mit der atmosphärischen Luft des Schiffsinneren verbunden ist. In der Druckkammer ist ein Schwimmer mit Magnetschalter angeordnet und der Luftbehälter ist wahlweise mit der Druckkammer verbindbar.

Unterhalb des Schaufelbandes ist vorteilhaft am Schiffsboden ein in Schiffslängsrichtung verlaufender, U-förmiger, an den Stirnseiten offener Strömungskanal angeordnet. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Strömungskanal im Schiffsboden eingelassen und seine Unterkante verläuft bündig mit der Unterfläche des Schiffsbodens.

Die Antriebswalzen sind vorteilhaft in Zylinderrollenlagern gelagert, die vollrollig abgedichtet im Gehäuseunterteil der Druckkammer angeordnet sind.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist je ein Schaufelband backbord- und steuerbordseitig in der Schiffsmitte angeordnet, wobei die Umlaufgeschwindigkeit und Umlaufrichtung der Schaufelbänder unabhängig voneinander regelbar sind.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Druckgehäuse mit Schaufelband,

Fig. 2 die Antriebsvorrichtung mit zwei parallel nebeneinander angeordneten Schaufelbändern,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Antriebsvorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 4 einen Grundriß eines Schiffes mit der Antriebsvorrichtung nach den Fig. 1 bis 3,

Fig. 5 einen Grundriß entsprechend Fig. 4 in etwas anderer Ausführungsform,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Querschnitt nach VII-VII der Fig. 5,

Fig. 8 einen Querschnitt nach VIII-VIII der Fig. 5,

Fig. 9 einen Schaufelbandabschnitt in Draufsicht,

Fig. 10 den Schaufelbandabschnitt nach Fig. 9 in Seitenansicht,

Fig. 11 einen Bauschaltplan,

Fig. 12 einen Schaltplan für den Kompressorstromkreis,

Fig. 13 einen Schaltplan für die Funktion des Schwimmers mit Magnetkippschalter.

Die Antriebsvorrichtung für ein Schiff nach den Fig. 1 bis 3 besteht aus einem umlaufenden Band (1), vorzugsweise aus Gummi oder ähnlichem Material, an dessen Außenseite im Abstand zueinander mehrere Schaufeln (2) angeordnet sind. Das Schaufelband (1) ist über zwei im Abstand angeordnete Antriebswalzen (3) und (4) geführt, die über eine Antriebswelle (5) von einem Elektromotor (6) antreibbar sind.

Nach den Fig. 9 und 10 haben die Schaufeln (2) einen doppel-T-förmigen Querschnitt, wodurch die Schaufeln an ihren seitlichen Rändern Verstärkungen (2 a) aufweisen.

Die Antriebswelle (5) ist in vollrollig abgedichteten, reibungsarmen Zylinderrollenlagern (7) und (8) gelagert und über eine Kupplung (9) mit der Antriebswelle (10) des Motors (6) verbunden.

Unterhalb des Schaufelbandes (1) ist ein U-förmiger Strömungskanal (11) am Schiffsboden (12) angeordnet, dessen Stirnseiten offen sind.

Das Schaufelband (1) mit den ihm zugeordneten Antriebswalzen (3) und (4) sind in einer Druckkammer (13) angeordnet. Die Druckkammer (13) ist von einem Gehäuseunterteil (14) und einem Gehäuseoberteil (15) umgeben. Das Gehäuseunterteil (14) ist mit dem Schiffsboden (12) verbunden. Das Gehäuseoberteil (15) ist vom Gehäuseunterteil (14) abnehmbar ausgebildet, wie in Fig. 3, rechts, angedeutet ist.

Die Druckkammer (13) sowie der Antriebsmotor (6) sind von einem Druckraum (16) umgeben. Der Druckraum (16) ist über ein Magnetventil (S 2) mit einem Luftbehälter (17) verbunden, der über ein Magnetventil (S 3) mit einem Kompressor (19) in Verbindung steht, der durch einen Elektromotor (20) betätigbar ist. Zwischen der Außenatmosphäre und dem Druckraum (16) ist eine mechanisch verriegelbare Luftschleuse (18) für den Einstieg in den Druckraum vorgesehen. Der Luftbehälter (17) ist über ein Magnetventil (S 1) ebenfalls mit der Druckkammer (13) verbunden. Zur Luftdruckregulierung im Druckraum (16) dient ein Kontaktmanometer (21). In der Druckkammer (13) befindet sich ein Schwimmer (23) mit Kippmagnetschalter (22).

Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, sind zwei Antriebseinheiten (A) und (B) vorgesehen, die parallel zueinander angeordnet sind, jedoch unabhängig voneinander arbeiten.

Wie Fig. 4 erkennen läßt, sind die beiden Antriebseinheiten (A) und (B) etwa in der Schiffsmitte angeordnet, wobei ein Schaufelband backbordseitig und das andere Schaufelband steuerbordseitig angeordnet sind. Bei einer solchen Anordnung liegt der Drehpunkt (24) des Schiffes (25) mitschiffs, wobei durch in entgegengesetzter Richtung laufende Schaufelbänder, wie durch die Pfeile angedeutet, eine gute Manövrierfähigkeit des Schiffes auch ohne Rudereinwirkung gegeben ist. Ein An- und Ablegemanöver kann ohne Schlepperhilfe ausgeführt werden. Ein Bug- bzw. Heckstrahler ist nicht erforderlich.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bis 8 ist der Strömungskanal nicht unerhalb des Schiffsbodens angeordnet, sondern auf dem Schiffsboden innenseitig montiert. Dies ist besonders bei Fahrgastschiffen möglich, bei denen die Laderäume keinen Vorrang haben.

Während der Fahrt regelt sich der Druck in der Druckkammer entsprechend dem Tiefgang des eingetauchten Schwimmkörpers von selbst. Zur Kontrolle der Antriebsvorrichtung und zur Ausführung von Reparaturen am Schaufelband bzw. zum Auswechseln der Zylinderrollenlager ohne Eindocken ist die Druckkammer (13) von dem hermetisch abgeschlossenen Raum (16) umgeben, der durch die Luftschleuse (18) begehbar ist.

Wie die Schaltpläne nach Fig. 11 bis 13 erkennen lassen, ist zur Kontrolle des Wasserstandes in der Druckkammer der Schwimmer (23) angebracht. Bei einer eintretenden Undichtigkeit der Druckkammer steigt der Schwimmer an und betätigt den Kippmagnetschalter (22). Bei der Stellung (b 3) erlöscht die anstehende Leuchtmeldung "Wasserstand min" (h 1). Bei der Stellung (b 2) wird Alarm (h 2) ausgelöst und das Magnetventil (S 1) zwischen Luftbehälter (17) und Druckkammer (13) geöffnet. Bei Stellung (b 1) nach weiterem Ansteigen des Wassers wird das Magnetventil (S 2) zwischen Luftbehälter (17) und Druckraum (16) geöffnet. Durch die einströmende Luft in dem Druckraum wird das eingedrungene Wasser ausgedrückt.

Bei Reparaturen wird das Druckkammeroberteil (15) abgehoben. Der Luftdruck im Druckraum (16), der dann gleich dem Luftdruck in der Druckkammer (13) ist, wird von dem Kontaktmanometer (21) geregelt.

Nach Fig. 13 ist ein Wahlschalter (a) vorgesehen, der in Fahrbetrieb in Stellung "Druckkammer" und bei Reparaturarbeiten in Stellung "Druckraum" schaltbar ist.

In den Schaltplänen sind noch ein Pressostat (e) für die Drucküberwachung im Luftbehälter (17), ein Zeitrelais (d 1) für die Dekompression des Kompressors (19), ein Luftschütz (c) für den Elektromotor (20) und ein Hilfsschütz (d 2) vorgesehen.

Der Kiel eines Schifffes mit Schaufelbandantrieb braucht nach achtern nicht konisch auszulaufen, wodurch eine Vergrößerung des Ladevolumens und der Tragfähigkeit gegeben ist.

Eine Rudermaschinenanlage ist nicht erforderlich. Die Steuerung erfolgt von der Komandobrücke mit einer Fahrrichtungsdrehzahlkombination. Die Steuerung bei Seetörn wird durch Drehzahldifferenz der backbordseitigen und steuerbordseitigen Motoren bewirkt. Die Impulse können von einer Selbststeueranlage mit Kreiselkompaß eingegeben werden.

Claims

1. Antriebsvorrichtung für Schiffe mit im Abstand angeordnete, motorisch angetriebene, umlaufende Schaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (2) an einem in Längsrichtung des Schiffes laufenden, endlosen Schaufelband (1) angeordnet sind, das über mindestens zwei im Abstand zueinander im Schiffsboden angeordnete Antriebswalzen (3, 4) geführt ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (2) einen doppel-T-förmigen Querschnitt haben und an ihren seitlichen Rändern Verstärkungen (2 a) aufweisen.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswalzen (3, 4) und/oder das umlaufende Schaufelband (1) in einer Druckkammer (13) angeordnet sind.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (13) ein mit dem Schiffsboden (12) verbundenes Gehäuseunterteil (14) und ein abnehmbares Gehäuseoberteil (15) aufweist.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (13) von einem Druckraum (16) umgeben ist, dem ein Luftbehälter (17) mit Kompressor (19) zugeordnet ist und der über eine Luftschleuse (18) mit der atmosphärischen Luft des Schiffsinneren verbunden ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckkammer (13) ein Schwimmer (23) mit Magnetschalter (22) angeordnet und der Luftbehälter (17) wahlweise mit der Druckkammer verbindbar ist.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schaufelbandes (1) am Schiffsboden (12) ein in Schiffslängsrichtung verlaufender, U-förmiger, an den Stirnseiten offener Strömungskanal (11) angeordnet ist.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (11) im Schiffsboden (12) eingelassen ist und seine Unterkante bündig mit der Unterfläche des Schiffsbodens verläuft.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswalzen (3, 4) in Zylinderrollenlagern (7, 8) gelagert sind, die vollrollig abgedichtet im Gehäuseunterteil (14) der Druckkammer (13) angeordnet sind.

10. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß backbord- und steuerbordseitig in der Schiffsmitte je ein Schaufelband (1) angeordnet ist, wobei die Umlaufgeschwindigkeit und Umlaufrichtung der Schaufelbänder unabhängig voneinander regelbar sind.