DE4443100A1 - Ship's propulsive unit is independent of main drive and used as manoeuvring component - Google Patents
Ship's propulsive unit is independent of main drive and used as manoeuvring componentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine vom Hauptantrieb unabhängige, als aktives Manövrierorgan ein setzbare Einrichtung für Schiffe mit dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an independent from the main drive as an active maneuvering device settable device for ships with the specified in the preamble of claim 1 Characteristics.
Mit Einrichtungen dieser Art, die durch die DE-AS 19 41 652 bekanntgeworden sind, ist zwar ein Manövrieren von Schiffen in beliebige Richtungen möglich, jedoch kann der dort vorgese hene Voith-Schneider-Propeller nicht als passives energiesparendes Ruder bei Marschfahrt verwendet werden. Die Ursache dafür ist die Kinematik des Voith-Schneider-Propellers und dessen Flügelzahl, die keine widerstandsarme Ausrichtung der Flügel in Schiffslängsrichtung bzw. unter einem erforderlichen Ruderwinkel ermöglichen. Mit dem Voith-Schneider-Propel ler ist es ohne aktive Energiezufuhr nicht möglich, einen erforderlichen Kurswinkel des Schif fes zu realisieren.With devices of this type, which have become known from DE-AS 19 41 652, is it is possible to maneuver ships in any direction, but this can be done there hene Voith-Schneider propeller not as a passive energy-saving rudder when cruising be used. The reason for this is the kinematics of the Voith-Schneider propeller and its number of wings, which has no low-resistance alignment of the wings in the longitudinal direction of the ship or allow at a required rudder angle. With the Voith-Schneider-Propel Without active energy supply, it is not possible to set the required course angle of the ship to realize fes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu überwinden und demgemäß eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzuentwickeln, daß mit ver gleichsweise geringem baulichem und konstruktivem Aufwand wahlweise eine passive wider standsarme Ruderwirkung bei Marschfahrt oder insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten des Schiffes ein hoher beliebig richtbarer Schub infolge der aktiven Flügelbewegung entsteht.The invention has for its object to overcome these deficiencies and accordingly one Develop device according to the preamble of claim 1 such that with ver equally low structural and constructive effort either a passive one low-rudder effect when cruising or especially at low speeds the ship has a high thrust that can be directed as a result of the active wing movement.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Anwendung eines Planetengetriebes zum einen die erforderlichen Ruderausschläge bei passiver Nutzung der Einrichtung ermöglicht und zum anderen bei aktiver Nutzung der Einrichtung durch das Planetengetriebe bei Drehung des Radkörpers eine Anströmung des Flügels erfolgt, die einen hohen gerichteten Schub bewirkt.This object is achieved with the characterizing measures of claim 1, the Application of a planetary gear on the one hand the necessary rudder deflections with passive Use of the facility enables and secondly with active use of the facility the planetary gear causes the wing to flow when the wheel body rotates, which causes a high directional thrust.
Durch die DE-PS 8 38 865 und die US-PS 50 82 423 ist es zwar bekannt, Planetengetriebe als Kraftübertragungsmittel einzusetzen, die mit einem zentralen Sonnenrad, mit diesem kämmen den Zwischenrädern und mit den letzteren kämmenden, Antriebsorgane tragenden Planetenrä dern ausgestattet sind. Jedoch sind dort nicht die Antriebsorgane um vertikale Achsen schwenkbar, so daß derartige Antriebe als Schaufelantriebe klassischer Bauart anzusprechen und die Schaufeln nicht unabhängig voneinander ver- bzw. einstellbar sind. Besondere Manö vriereigenschaften besitzen sie nicht. From DE-PS 8 38 865 and US-PS 50 82 423 it is known to be planetary gear To use power transmission means that mesh with a central sun gear the idler gears and with the latter meshing planet gears bearing drive elements who are equipped. However, the drive elements around vertical axes are not there pivotable, so that such drives to address as blade drives of classic design and the blades cannot be adjusted or adjusted independently of one another. Special maneuvers they do not have vine properties.
In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einrichtung anhand einiger Skizzen veranschau licht, wobei konstruktive Einzelheiten fortgelassen sind und lediglich jeweils eine Draufsicht bzw. Seitenansicht auf den Radkörper mit Flügel und Planetengetriebe in schematischer Form wiedergegeben ist.In the drawing, the device according to the invention is illustrated by means of a few sketches light, with design details omitted and only a top view or side view of the wheel body with wing and planetary gear in a schematic form is reproduced.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 die Position eines Flügels bei Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung als passives Ruder, Fig. 1, the position of a wing when using the device according to the invention as a passive rudder,
Fig. 2a bis 2d jeweils verschiedene Positionen eines Flügels bei Einrichtung als aktives Manövrierorgan, und zwar Fig. 2a bei Vorwärtsschub, Fig. 2b bei Rückwärtsschub, Fig. 2c und 2d bei Querschub, FIGS. 2a to 2d respectively different positions of a vane in an active device Manövrierorgan, namely Fig. 2a in forward thrust, Fig. 2b in reverse thrust, Fig. 2c and 2d in transverse thrust,
Fig. 3a die Anordnung bei Verwendung von mehreren getrennt ver- bzw. einstellbaren Flügeln, Fig comparable. 3a separately, the arrangement in use of a plurality or adjustable blades,
Fig. 3b die Position bzw. Ausrichtung bei Verwendung von mehreren Flügeln und Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung als passives Ruder. Fig. 3b the position or orientation when using several wings and using the device according to the invention as a passive rudder.
Mit Anspruch 1 ist eine Einrichtung bezeichnet, die unabhängig von dem nicht dargestellten Hauptantrieb des Schiffes arbeitet und mit einem waagerecht, im Bereich des nicht dargestell ten Schiffsbodens angeordneten Radkörper 2, einem einzigen von dem Radkörper vertikal nach unten ragenden Flügel 3 bzw. mehreren von dem Radkörper vertikal nach unten ragen den Flügeln 3a und 3b, einem Zahnradgetriebe zur Veränderung der Flügelstellung bzw. der Flügelstellungen und einem nicht dargestellten Antrieb für den Radkörper 2 ausgestattet ist.With claim 1, a device is referred to, which works independently of the main drive of the ship, not shown, and with a horizontal, in the region of the not shown th ship bottom arranged wheel body 2 , a single from the wheel body projecting vertically downward wing 3 or more of that Wheel bodies project vertically downward from the wings 3 a and 3 b, a gear mechanism for changing the wing position or the wing positions and a drive (not shown) for the wheel body 2 is equipped.
Der Radkörper 2 ist um seinen Mittelpunkt drehbar gegenüber dem Schiffsboden gelagert und trägt exzentrisch den Flügel 3 bzw. die Flügel 3a und 3b, der um seine bzw. die getrennt um ihre Mittellängsachse in dem Radkörper 2 drehbar gelagert und mit einem symmetrischen Strömungsprofil ausgestattet sind.The wheel body 2 is rotatably supported about its center with respect to the ship's bottom and carries the wing 3 or wings 3 a and 3 b eccentrically, which is rotatably mounted about its or the separate about its central longitudinal axis in the wheel body 2 and equipped with a symmetrical flow profile are.
Das Zahnradgetriebe ist als Planetengetriebe ausgebildet, dessen Sonnenrad 4 auf einer den Radkörper mittig durchdringenden vertikalen Mittelwelle 4′ bzw. dessen Sonnenräder 4a und 4b auf mehreren den Radkörper mittig durchdringenden vertikalen Mittelwellen 4a′ und 4b′ sitzen und dessen Planetenrad 5 mit der Drehachse 3′ des Flügels 3 bzw. deren Planetenräder 5a und 5b mit den Drehachsen 3a′ und 3b′ der Flügel 3a und 3b verbunden sind, wobei zwi schen Sonnenrad 4 bzw. den Sonnenrädern 4a und 4b und dem Planetenrad 5 bzw. den Planetenrädern 5a und 5b ein mit beiden Rädern kämmendes bzw. kämmende, im Radkörper 2 drehbar gelagertes Zwischenrad 6 bzw. gelagerte Zwischenräder 6a und 6b eingeschaltet sind.The gear transmission is designed as a planetary gear, the sun gear 4 on a central wheel shaft penetrating the vertical center shaft 4 'or the sun wheels 4 a and 4 b on several the center wheel penetrating vertical center shafts 4 a' and 4 b 'and the planet wheel 5 with the axis of rotation 3 'of the wing 3 or the planet gears 5 a and 5 b with the axes of rotation 3 a' and 3 b 'of the wing 3 a and 3 b are connected, with inter mediate sun gear 4 and the sun gears 4 a and 4 b and the planet gear 5 or the planet gears 5 a and 5 b, an intermeshing or meshing with both gears, in the gear body 2 rotatably mounted intermediate gear 6 or mounted intermediate gears 6 a and 6 b are switched on.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Betriebszustand für einen einzigen Flügel ist der Radkörper 2 in einer solchen Position blockiert, so daß die Längsachse des Ruderflügels 3 bei Nullstellung mit der Schiffslängsachse A parallel verläuft, bei den Ruderausschlägen in entsprechenden Winkeln zu dieser.In the operating state shown in Fig. 1 for a single wing, the wheel body 2 is blocked in such a position that the longitudinal axis of the rudder wing 3 runs parallel to the longitudinal axis A of the ship at zero position, with the rudder deflections at corresponding angles to this.
Hier werden die Ruderausschläge von einer nicht dargestellten Steuereinheit über die Mittelwelle 4′, das Sonnenrad 4 und von diesem über das Zwischenrad 6 auf das Planetenrad 5 und damit auf den Flügel 3 übertragen.Here the rudder deflections are transmitted from a control unit, not shown, via the central shaft 4 ', the sun gear 4 and from this via the intermediate gear 6 to the planet gear 5 and thus to the wing 3 .
Bei den in den Fig. 2a bis 2d dargestellten Betriebszuständen wirkt der einzelne Flügel 3 je weils als aktives Manövrierorgan, d. h. er erzeugt bei seiner Rotation mit dem Radkörper 2 und der gleichzeitigen Bewegung um seine Drehachse 3′ einen Schub, dessen Richtung sich aus der Lage des Sonnenrades 4 ergibt und der 360° variabel ist.In the operating states shown in FIGS . 2a to 2d, the individual wing 3 acts as an active maneuvering member, that is, it generates a thrust during its rotation with the wheel body 2 and the simultaneous movement about its axis of rotation 3 ', the direction of which depends on the position of the sun gear 4 results and the 360 ° is variable.
Um das Wesen dieses Teiles des Erfindungsgegenstandes deutlich herauszustellen, sind in Fig. 2a bis 2d jeweils drei Positionen des Flügels 3 während seiner Kreisbewegung dargestellt. Die Schubkraft entsteht infolge der am Flügel wirkenden Auftriebs- und Widerstandskräfte.In order to clearly emphasize the essence of this part of the subject matter of the invention, three positions of the wing 3 during its circular movement are shown in FIGS. 2a to 2d. The thrust is caused by the lift and drag forces acting on the wing.
Fig. 3a beschreibt den Aufbau bei Verwendung von mehreren Flügeln. Durch die Mittelwellen 4a′ und 4b′ ist eine beliebige Ausrichtung der Flügel 3a und 3b möglich. Bei Rotation des Radkörpers 2 und Kopplung der Mittelwellen 4a′ und 4b′ wirken die Flügel 3a und 3b als akti ves Manövrierorgan und erzeugen durch die gleichzeitige Bewegung um ihre Drehachsen 3a′ und 3b′ einen Schub, dessen Richtung sich aus der Lage der eingerichteten und gekoppel ten Sonnenräder 4a und 4b ergibt und 360° variabel ist. Fig. 3a describes the structure when using several wings. Due to the central shafts 4 a 'and 4 b' any orientation of the wings 3 a and 3 b is possible. With rotation of the wheel body 2 and coupling of the central shafts 4 a 'and 4 b', the wings 3 a and 3 b act as an active maneuvering element and generate a thrust by moving simultaneously about their axes of rotation 3 a 'and 3 b', the direction of which changes 4 a and 4 b results from the position of the installed and coupled th sun gears and is 360 ° variable.
Bei dem in Fig. 3b dargestellten Betriebszustand als passives Ruder mit mehreren Flügeln sind der Radkörper 2 in einer Position blockiert und die Flügel 3a und 3b über die Mittelwellen 4a′ und 4b′ so ausgerichtet, daß die Längsachsen der Ruderflügel bei Nullstellung mit der Schiffslängsachse A parallel verlaufen. Die Ruderausschläge werden von einer oder mehreren nicht dargestellten Steuereinheiten über die ge- oder entkoppelten Mittelwellen 4a′ und 4b′, die Sonnenräder 4a und 4b und von diesen über die Zwischenräder 6a und 6b auf die Planeten räder 5a und 5b und damit auf die Flügel 3a und 3b übertragen.In the operating state shown in Fig. 3b as a passive rudder with several wings, the wheel body 2 are blocked in one position and the wings 3 a and 3 b via the central shafts 4 a 'and 4 b' aligned so that the longitudinal axes of the rudder blades at zero position run parallel to the ship's longitudinal axis A. The rudder deflections are from one or more control units, not shown, via the coupled or decoupled central shafts 4 a 'and 4 b', the sun gears 4 a and 4 b and from these via the intermediate gears 6 a and 6 b to the planet wheels 5 a and 5 b and thus transferred to wings 3 a and 3 b.
Claims (4)
daß die wahlweise als passives Ruder oder als aktives Manövrierorgan einsetzbare Einrichtung für Schiffe, bei der ein einziger oder mehrere längliche Flügel exzentrisch an einem horizontalen, um seinen Mittelpunkt drehbar gelagerten Radkörper um eine vertikale Achse derart drehbar gelagert sind und bei dem Radkörper und ein einzelner Flügel über ein Sonnenrad oder mehrere Flügel über mehrere Sonnenräder getrennt derart antreibbar sind,
daß bei Einsatz als passives Schiffsruder der Radkörper (2) festgehalten und der bzw. die Flügel, ausgehend von einer oder mehreren Steuereinheiten über ein Getriebe, bestehend aus einer Mittelwelle (4′) bzw. mehreren Mittelwellen (4a′, 4b′), einem Sonnenrad (4) bzw. mehreren Sonnenrädern (4a, 4b), einem Zwischenrad (6) bzw. mehreren Zwischenrädern (6a, 6b) und einem mit dem Flügel verbundenen Rad (5) bzw. mehreren mit den Flügeln verbundenen Rädern (5a, 5b) in Richtung der Schiffslängsachse ausgerichtet und ebenso die erforderlichen Ruderausschläge auf den Flügel (3) bzw. die Flügel (3a, 3b) übertragen werden,
daß bei Einsatz als aktives Manövrierorgan die Mittelwelle (4′) bzw. die Mittelwellen (4a′, 4b′) und damit das Sonnenrad (4) bzw. die Sonnenräder (4a, 4b) entsprechend der gewünschten Schubrichtung, die um 360° variabel ist, ausgerichtet werden und dann bei für eine Schubrichtung feststehendem Sonnenrad (4) bzw. feststehenden Sonnenrädern (4a, 4b) der Radkörper (2) rotiert, so daß infolge der Wirkung des Planetengetriebes der Flügel (3) bzw. die Flügel (3a, 3b) eine Bewegung relativ zum umgebenden Wasser ausführen, bei der eine entsprechend der Lage des Sonnenrades (4) bzw. der Sonnenräder (4a, 4b) gerichtete Schubkraft entsteht. 1. Independent of the main drive, can be used as an active maneuvering device for ships, in which elongated wings are mounted eccentrically on a horizontal wheel body rotatably about its center rotatably about a vertical axis, that when used, the wings with rotation of the wheel body via a power transmission system perform a movement causing a feed, characterized by the modification of the aforementioned type, such that
that the device, which can be used either as a passive rudder or as an active maneuvering device, for ships in which a single or more elongated wings are mounted eccentrically on a horizontal wheel body rotatably mounted about its center about a vertical axis and in the case of the wheel body and a single wing can be driven separately via a sun wheel or a plurality of wings via a plurality of sun wheels,
that when used as a passive ship rudder the wheel body ( 2 ) is held and the wing or wings, starting from one or more control units via a transmission, consisting of a central shaft ( 4 ′) or a plurality of central shafts ( 4 a ′, 4 b ′) , a sun gear ( 4 ) or several sun gears ( 4 a, 4 b), an intermediate gear ( 6 ) or several intermediate gears ( 6 a, 6 b) and a wheel connected to the wing ( 5 ) or several with the wings connected wheels ( 5 a, 5 b) aligned in the direction of the ship's longitudinal axis and the required rudder deflections are also transferred to the wing ( 3 ) or wing ( 3 a, 3 b),
that when used as an active maneuvering device, the central shaft ( 4 ') or the central shafts ( 4 a', 4 b ') and thus the sun gear ( 4 ) or the sun gears ( 4 a, 4 b) according to the desired direction of thrust, which 360 ° is variable, aligned and then rotates with a fixed direction of the sun gear ( 4 ) or fixed sun gears ( 4 a, 4 b) of the wheel body ( 2 ), so that due to the action of the planetary gear the wing ( 3 ) or the wings ( 3 a, 3 b) perform a movement relative to the surrounding water, in which a thrust force is generated which corresponds to the position of the sun wheel ( 4 ) or the sun wheels ( 4 a, 4 b).
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Legal Events
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