DE60302136T2

DE60302136T2 - Anordnung zum lenken eines wasserfahrzeugs

Info

Publication number: DE60302136T2
Application number: DE60302136T
Authority: DE
Inventors: Jari SIRVIÖ; Olli Salmela
Original assignee: Aker Finnyards OY
Current assignee: Meyer Turku Oy
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2023-01-11
Also published as: EP1472135A1; FI113753B; ATE308456T1; ES2250898T3; EP1472135B1; AU2003201176A1; DK1472135T3; US20050070179A1; JP2005516844A; NO20043731L; KR20040074993A; FI20020243A7; DE60302136D1; CN100509553C; CN1628052A; PL373582A1; WO2003066428A1; JP4206339B2; FI20020243A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Lenken eines Wasserfahrzeugs, die mindestens eine Hauptantriebsvorrichtung, die zum Schieben des Wasserfahrzeugs nach vorne und nach hinten angeordnet ist, und mehrere Lenkantriebsvorrichtungen, deren Schubrichtung geändert werden kann, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 umfasst.
Wasserfahrzeuge oder Schiffe bedeuten hier alle Arten von Wasserfahrzeugen wie zum Beispiel Kreuzschiffe, Passagierschiffe, Eisbrecher und andere Arten von Frachtschiffen. Es sind bereits Anordnungen bekannt, bei denen ein Wasserfahrzeug mit zwei mechanisch verbundenen Propellern mit Rudern dahinter, zwei oder drei getrennten Pod-Antriebsvorrichtungen oder einem Propeller, hinter dem sich bei einer Pod-Antriebsvorrichtung ein gegenläufiger Propeller befindet, versehen ist. Letztere ist in der WO 01/54971 offenbart worden, in der die Pod-Antriebseinheit durch die Bezugszahl 4 und der Propeller durch die Zahl 3 bezeichnet worden sind.
Die Lösungen des Stands der Technik sind mit wesentlichen Nachteilen behaftet. Zunächst weist die mechanische Propelleranordnung lange Wellenlinien und Wellenträger außerhalb des Rumpfes des Wasserfahrzeugs auf, was zu einem ungleichmäßigen Nachstromfeld führt.
Lenkbare Ruder-Propeller-Vorrichtungen oder Pod-Antriebsvorrichtungen sind in Wasserfahrzeugen heute üblicher. Da diese Vorrichtungen drehbar sind, kann ihre Schubkraft zum Lenken des Wasserfahrzeugs verwendet werden.
Ein Nachteil bei einer elektrischen Anordnung von zwei oder mehr Pod-Antriebsvorrichtungen sind die hohen Kosten, weil die effizienten Pod-Antriebsvorrichtungen motorgetriebene Generatoren zusammen mit ihren Leistungssteuerungssystemen erfordern. Diese sind teuer, schwer und groß. Zum Beispiel wird bei Ro/Ro-Schiffen aufgrund der Maschinenräume und Spalten, die für die Maschinen erforderlich sind, da sich diese teilweise über dem Frachtdeck befinden, die Handhabung von Fracht schwieriger. Dies bedeutet, dass im Frachtraum mehrere nachteilige schmale Teile gebildet werden, wodurch das hintere Ende des Frachtraums schmal bleibt. Die schweren elektrischen Maschinen führen weiterhin zu einer nachteiligen Positionierung des Verschiebungsschwerpunkts in Längsrichtung.
Bei der gegenläufigen Pod/Propeller-Kombination ist nur eine Lenkvorrichtung vorhanden, die oftmals als ein Nachteil hinsichtlich Zuverlässigkeit betrachtet wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der Nachteile des Stands der Technik und in der Bereitstellung einer neuen kostengünstigen Lösung, die, wo zutreffend, eine bessere Ausnutzung des Frachtraums des Wasserfahrzeugs ermöglicht.
Die Ziele der Erfindung können durch eine Anordnung zum Lenken eines Wasserfahrzeugs gemäß Anspruch 1 erreicht werden.
Die Erfindung basiert auf der Verwendung von drehbaren Lenkantriebsvorrichtungen in einem Wasserfahrzeug, so dass sie alleine für eine Lenkung sorgen und darüber hinaus zur Vorwärtsbewegung des Wasserfahrzeugs beitragen. Ein Hauptteil des Vorwärts- oder Rückwärtsantriebs wird durch eine getrennte Schubvorrichtung, zum Beispiel eine große Antriebseinheit oder große Antriebseinheiten, erzeugt. Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass das obere Ende der Pod-Antriebsvorrichtungen unter das Frachtdeck passt. Da die vollelektrischen Maschinen herkömmlicher großer Pod-Antriebsvorrichtungen schwerer und größer sind als die erfindungsgemäß zu verwendenden Maschinen, gestattet die Erfindung eine vergrößerte Frachtkapazität, und die Handhabung von Fracht wird effizienter und leichter. Des Weiteren ist die Lösung wirtschaftlicher und leichter technisch in die Praxis umzusetzen als die bekannten Lösungen. Das Frachtdeck kann abgesenkt werden, die Abmessungen des Wasserfahrzeugs können wirtschaftlicher sein und im Vergleich mit einer Mittenantriebsvorrichtung sorgen zwei Antriebsvorrichtungen für eine höhere Zuverlässigkeit, was insbesondere für die Manövrierbarkeit eines Passagierschiffs von Bedeutung ist. Wenn getrennte Hauptantriebsvorrichtungen und Lenkantriebsvorrichtungen bereitgestellt werden, wird beim Manövrieren keine unnötige Zusatzleistung verwendet.
Gemäß der Erfindung wird eine gerade Anzahl von Lenkantriebsvorrichtungen vorgesehen, und der Propellerteil der Lenkantriebsvorrichtungen ist außerhalb des Rumpfes des Wasserfahrzeugs stationär angeordnet. Es sind eine oder mehrere Hauptantriebsvorrichtungen vorgesehen, und es können zum Beispiel ein Propeller oder eine Wasserdüsenvorrichtung als Hauptantriebsvorrichtung fungieren.
Die mindestens eine Hauptantriebsvorrichtung des Wasserfahrzeugs befindet sich im Wesentlichen im hinteren Mittelteil des Wasserfahrzeugs, und die Lenkantriebsvorrichtungen sind zu den Seiten der Antriebsvorrichtung positioniert und befinden sich somit in den Seitenteilen des Wasserfahrzeugs in der Nähe von dessen Bordwänden. Es wird eine hohe Effizienz erreicht, wenn die Hauptantriebsvorrichtung so weit wie möglich im hinteren Teil des Wasserfahrzeugs platziert wird, und keine vorragenden Teile, die den Widerstand vergrößern, in der Rückseite der Hauptantriebsvorrichtung erforderlich sind. Da keine Wellenlager erforderlich sind, wird ein gleichmäßiger Nachstrom erzeugt. Die Lenkantriebsvorrichtungen sorgen selbst bei rauen Witterungsbedingungen und auch bei geringen Geschwindigkeiten von zum Beispiel weniger als 5 Knoten für eine exzellente Manövrierbarkeit.
Gemäß der Erfindung muss die Leistung der Lenkantriebsvorrichtungen nicht groß sein. Die von den Lenkantriebsvorrichtungen erforderte Leistung beträgt weniger als 50% der gemeinsamen Wellenleistung der einen Hauptantriebsvorrichtung und der Lenkantriebsvorrichtung. Wellenleistung bedeutet hier die gewöhnliche Leistung, die von den Vorrichtungen am Maximum erhalten wird, das heißt die Nennleistung, die der Hauptantriebsvorrichtung und der Lenkantriebsvorrichtung entnommen wird, die an der Ausgangswelle der Vorrichtung gemessen werden kann. Die Antriebsvorrichtung selbst ist mittels einer horizontalen oder fast horizontalen Welle oder Wellen mit einem Antriebsaggregat verbunden, das eine(n) oder mehrere Dieselmotoren und/oder Elektromotoren und/oder Gasturbinen umfassen kann.
Da die Lenkantriebsvorrichtungen auf beiden Seiten der einen oder mehreren Hauptantriebsvorrichtungen im Wesentlichen in der Nähe des Außenbords des Wasserfahrzeugs installiert sind, können sie des Weiteren relativ klein sein und somit unter dem Frachtraum des Wasserfahrzeugs installiert werden. Dadurch kann unter dem Frachtraum ein Raum zur Wartung und Inspektion der Lenkantriebsvorrichtungen gebildet werden.
Es sind auch noch andere alternative Lösungen denkbar, bei denen sich in der Mitte eine oder mehrere Wasserdüsenvorrichtungen als Hauptantriebsvorrichtung befinden können, wenn zum Beispiel die Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs hoch ist. In diesem Fall befinden sich des Weiteren die Lenkantriebsvorrichtungen an der Seite, und ein Hauptteil der zur Vorwärtsbewegung verwendeten Energie wird durch die Hauptantriebsvorrichtung bereitgestellt.
Im Folgenden wird die Erfindung rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; darin zeigen:
1A und 1B ein Wasserfahrzeug als Seiten- und Unteramsicht, das mit einer erfindungsgemäßen Anordnung versehen ist,
2A und 2B alternative Lösungen, die Hauptantriebsvorrichtungen und Lenkantriebsvorrichtungen betreffen und
3A und 3B weitere alternative Lösungen, die Hauptantriebsvorrichtungen und Lenkvorrichtungen betreffen.
Gemäß den 1A und 1B wird die Anordnung durch ein Wasserfahrzeug oder ein Schiff 1 zusammen mit Lenkantriebsvorrichtungen 2 und einer Hauptantriebsvorrichtung 3 gebildet. Bei dieser Lösung sind die Lenkantriebsvorrichtungen, selbst mehrere davon, ziemlich nahe am Außenbord 6 des Schiffes angeordnet worden. Durch die Bezugszahl 4 gezeigte Dieselmotoren dienen als Antriebsaggregat für die Hauptantriebsvorrichtung, dessen Leistung mittels einer Welle 5 auf die Hauptantriebsvorrichtung übertragen wird. Da die Lenkantriebsvorrichtungen bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht groß sein müssen, erfordern sie nicht viel Platz, und der Wartungsraum 8, den sie erfordern, von dem aus Wartungspersonal 7 die Lenkantriebsvorrichtungen überprüfen und, falls erforderlich, reparieren kann, befindet sich vorteilhafterweise unter dem Frachtraum 10. Auf diese Weise kann der gesamte Frachtraum ausgenutzt werden, und es sind keine der voher benötigten schmalen Teile erforderlich, sondern der gesamte Bereich kann zum Beispiel durch Laden von Lastwagen und anderer Fracht auf Rädern 9 an Bord genutzt werden.
In 2A zeigt die obere Ansicht eine Hauptantriebsvorrichtung 3 und eine Lenkantriebsvorrichtung 2. Des Weiteren werden ein paar Beispiele für eine Lenkantriebsvorrichtung in verschiedenen Positionen 2a und 2b gezeigt. Wenn sich die Lenkantriebsvorrichtung in Position 2b befindet, kann das Drehen des Schiffs in eine gewünschte Richtung bereitgestellt werden. Muss das Drehen verstärkt werden, wird gleichzeitig mit der vorherigen Antriebsvorrichtung auch die andere Lenkantriebsvorrichtung 2 jeweils in Position 2b gedreht. In 2B ist eine Hauptantriebsvorrichtung 3 durch zwei getrennte Hauptantriebsvorrichtungen 3a und 3b ersetzt worden.
In 3A wird neben den Lenkantriebsvorrichtungen 2 eine alternative Lösung für den herkömmlichen Propeller bereitgestellt, und in dieser Ansicht wird eine Wasserdüsenvorrichtung 11 als Hauptantriebsvorrichtung verwendet. Die Ansicht von 3B ist eine zusätzliche Variation von 3A, in der mehr als eine Wasserdüse vorgesehen sind, bei dieser Lösung drei Wasserdüsen 11a, 11b und 11c. Vorteilhafterweise können auch zwei Wasserdüsen 11a und 11c installiert werden.
Im Schutzbereich der Erfindung sind auch von dem Obigen abweichenden Lösungen machbar. Die Lösung kann auf alle Arten von Wasserfahrzeugen angewandt werden. Zum Beispiel ermöglicht die Lösung bei Kriegsschiffen und Kreuzschiffen ein breit gefächertes Antriebsprofil. Das Hauptantriebsaggregat der Lenkantriebsvorrichtungen kann auch über dem Frachtdeck, zum Beispiel um den Schornstein herum, angeordnet werden, wobei dann die Versorgung auch anderer Teile des Schiffs mit Strom einfach ist. Bei Kreuzschiffen ermöglicht dies eine flexible Verteilung von elektrischem Strom zwischen der Hotellast und den Antriebsvorrichtungen.
Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass verschiedene Anwendungen davon innerhalb des durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Erfindungsgedankens machbar sind.

Claims

Anordnung zum Lenken eines Wasserfahrzeugs (1), die mindestens eine Hauptantriebsvorrichtung (3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b, 11c), die zum Schieben des Wasserfahrzeugs (1) nach vorne oder nach hinten angeordnet ist, und mehrere Lenkantriebsvorrichtungen (2) umfasst, deren Schubrichtung geändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkantriebsvorrichtungen (2) im hinteren Teil des Wasserfahrzeugs (1) auf beiden Seiten der mindestens einen Hauptantriebsvorrichtung (3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b, 11c) angeordnet sind, so dass das Lenken des Wasserfahrzeugs (1) mittels der Lenkantriebsvorrichtungen (2) kontinuierlich gewährleistet wird, ohne dass irgendein getrenntes Rudermittel oder dergleichen funktional mit der mindestens einen Hauptantriebsvorrichtung (3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b, 11c) verbunden ist, und dass die von den Lenkantriebsvorrichtungen (2) erforderte Leistung insgesamt weniger als 50% der gemeinsamen Wellenleistung der mindestens einen Hauptantriebsvorrichtung (3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b, 11c) und der Lenkantriebsvorrichtungen (2) ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Zahl von Lenkantriebsvorrichtungen (2) vorhanden ist und der Propellerteil der Lenkantriebsvorrichtungen (2) stationär außerhalb des Rumpfes des Wasserfahrzeugs (1) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Propeller (3, 3a, 3b) oder eine Wasserstrahlvorrichtung (11, 11a, 11b, 11c) als die Hauptantriebsvorrichtung wirkt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hauptantriebsvorrichtung (3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b, 11c) des Wasserfahrzeugs (1) im Wesentlichen im hinteren Mittelteil des Wasserfahrzeugs (1) angeordnet ist und die Lenkantriebsvorrichtungen (2) im Wesentlichen in den Seitenteilen des hinteren Teils des Wasserfahrzeugs (1) angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hauptantriebsvorrichtung (3, 3a, 3b) mittels einer Welle (5) mit einem Antriebsaggregat (4) verbunden ist, bei dem es sich zum Beispiel um eine(n) oder mehrere Diesel- und/oder Elektro-Motoren und/oder Gasturbinen handeln kann.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkantriebsvorrichtungen (2) zur Installation unter dem Frachtraum (10) des Wasserfahrzeugs (1) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkantriebsvorrichtungen (2) zur derartigen Installation an dem Wasserfahrzeug (1) angeordnet sind, dass unter dem Frachtraum (10) ein Raum (8) zur Wartung der Lenkantriebsvorrichtungen (2) gebildet wird.