Schiffsantrieb Seefahrzeuge werden entweder durch Schraubenpropeller
angetrieben und durch Ruder gesteuert oder mit Hilfe von verstellbaren Schaufelpropellern,
,deren Schaufeln sich schwingend um zur Achse des umlaufenden Radkörpers parallele
Achsen bewegen. Bei der letztgenannten Antriebsart hat man die Schaufelpropeller
sowohl für die Ruderbewegungen als auch für die Schubbewegungen des Schiffes benutzt
und zur Erfüllung dieser beiden Aufgaben zwei verschiedenartige Verstellungsmöglichkeiten
des Steuerzentrums für die Bewegung der Schaufeln vorgesehen, wobei auch ein getrennter
Antrieb für die Verstellung der Schaufeln zur Ausführung der Ruderbewegungen, d.
h. zur Beeinflussung .der Steuerungsgrößen von derjenigen für die Schubbewegungen,
d. h. zur Beeinlussung der Antriabsgrößen, angewendet wurde. ; 1
Nun ist es
ferner bekannt, die beiden erwähnten Antriebsmöglichkeiten bei Seefahrzeugen auch
zu kombinieren, also Schraubenpropeller sowie Schaufelpropeller mit verstellbaren
Schaufeln gemeinsam anzuwenden, und zwar derart, daß die Schaufelpropeller nicht
nur .die Ruderbewegungen .des Schiffes ausführen, sondern auch bei der Fahrt die
Schubbewegungen des Schiffes durch die Schraubenpropeller unterstützen. Da aber
bei diesem Zusammenwirken von Schrauben- und Schaufelpropellern je nach .der Ruderlage
der Schaufelpropeller oder nach Antriebsgröße und Richtung -der Schraubenpropeller
gegenseitigeRückwirkungen auftreten, soll nach der Erfindung zur Vermeidung dieser
Erscheinung .die Schaufelpropellerantriebsgröße von der gesamten Propellerantriebsleitung
oder von einer derselben entsprechenden Meßgröße abhängig sein. Insbesondere sollen
inAbhängigkeit
von der Propellerleistung :die Größen am Schaufelpropeller,
z. B. durch Verstellung der Schaufelnbzw. ihres Normalen-Schnittpunktes derart verändert
werden, daß eine gleichbleibende, einstellbare Antriebs- und Steuerwirkung des Schaufelpropellers
.erzielt wird':; Die gegenseitige Beeinflussung der beiden t Antriebsarten geht
ohne weiteres aus folgender Überlegung hervor. Wird der Antrieb zuerst nur von dem
Schaufelpropeller bewirkt, so verleiht er durch seine Antriebsleistung dem Schiff
eine bestimmte Geschwindigkeit. Erfolgt nun eine weitere Geschwindigkeitssteigerung
:durch eine Antriebswirkung der Schraubenpropeller, so tritt bei Leistungssteigerung
der letzteren bei einem bestimmten Punkt der Zustand ein, bei dem die von den Schraubenpropellern
erzeugte Geschwindigkeit des Wasserstrahles dieselbe ist wie die, welche der Schaufelpropeller
erzeugen würde. Bei weiterer Zunahme der Antriebswirkung durch die Schraubenpropeller
wird dann ein Geschwindigkeitsunterschied der Wasserstrahlen hervorgerufen. Es kann
dann der Fall eintreten, daß ein hydraulischer Antrieb des Schaufelpropellers durch
:das strömende Wasser stattfindet, so daß der Schaufelpropeller keine Leistung mehr
abgibt, sondern dem Wasser Leistung entzieht, die von dem Schraubenpropeller gedeckt
wird. Dieser Nachteil läßt sich erfindungsgemäß durch zusätzliche Verstellung der
Steigung des oder der Schaufelpropeller vermeiden, indem auf :die gesamte Antriebsleistung
und :deren Richtung Rücksicht genommen wird.Ship propulsion Sea vehicles are either propelled by screw propellers and controlled by rudders or with the help of adjustable blade propellers, the blades of which swing around axes parallel to the axis of the rotating wheel body. With the latter type of drive, the paddle propellers have been used both for the rudder movements and for the thrust movements of the ship, and two different adjustment possibilities of the control center for the movement of the blades have been provided to fulfill these two tasks, with a separate drive for the adjustment of the blades for execution the rudder movements, ie to influence the control variables of the one for the thrust movements, ie to influence the propulsion variables. ; 1 Now it is also known to combine the two mentioned propulsion options in marine vessels, i.e. to use screw propellers and paddle propellers with adjustable blades together, in such a way that the paddle propellers not only perform the rudder movements of the ship, but also perform the Support the ship's thrust movements with the screw propellers. However, since with this interaction of screw and blade propellers, depending on the rudder position of the blade propeller or on the drive size and direction of the screw propeller, mutual reactions occur, according to the invention to avoid this phenomenon, the blade propeller drive size should depend on the entire propeller drive line or on a corresponding measured variable be. In particular, depending on the propeller performance: the sizes on the blade propeller, e.g. B. by adjusting the Schaufelnbzw. their normal intersection point are changed in such a way that a constant, adjustable drive and control effect of the blade propeller is "achieved":; The mutual influence of the two types of drive t is evident from the following consideration. If the propulsion is initially only brought about by the paddle propeller, its propulsion power gives the ship a certain speed. If there is now a further increase in speed: by a driving action of the screw propellers, when the performance of the latter increases, at a certain point the state occurs in which the speed of the water jet generated by the screw propellers is the same as that which the blade propeller would generate. With a further increase in the propulsion effect by the screw propellers, a difference in speed of the water jets is then caused. It can then happen that a hydraulic drive of the paddle propeller takes place through: the flowing water, so that the paddle propeller no longer delivers power, but rather draws power from the water that is covered by the screw propeller. According to the invention, this disadvantage can be avoided by additionally adjusting the pitch of the blade propeller (s) by taking into account: the total drive power and: its direction.
Aber auch in bezug auf die Steuerwirkung des Schaufelpropellers besteht
grundsätzlich ein beachtlicher Unterschied gegenüber dem Antrieb eines Schiffes,
:das :durch Ruder gesteuert wird. Bei den mit gewöhnlichen Rudern ausgestatteten
Schiffen wächst bei gleicher Ruderstellung mit steigender Antriebsleistung und der
ihr entsprechenden Schubleistung auch die Ruderwirkung. Bei der Verwendung eines
kombinierten Schaufel-und Schraubenpropellerantriebes wird aber bei gleichbleibender
Größe und Richtung der Schaufelleistung eine Abnahme der Ruderwirkung bei zunehmender
Schiffsgeschwindigkeit erfolgen. Es tritt eine an und für sich unbeabsichtigte Änderung
der Ruderwirkung bei Veränderung der Schraubenantriebsleistung bei dem kombinierten
Antrieb ein, die man aus der vektoriellen Addition der Schub- bzw. Antriebskomponenten
ermitteln kann. Gibt man beispielsweise .dem Schaufelpropeller einen bestimmten
Antriebswert nach Größe und Richtung, dagegen dem Schraubenpropeller bei bleicher
Größe des Schubes einmal eine positive und ein andermal eine negative Richtung,
dann erfolgt bei der negativen Richtung eine ganz andere Rückwirkung au] den Kurs
des Schiffes als bei einem Ruder, Dies bedeutet, daß bei irgendwelchen Manövern
auch ein ungewisses Zusammenwirken der Steuerkräfte mit den gesamten Antriebskräften
in Erscheinung tritt, :das ebenfalls durch die Erfindung vermieden wird.But there is also with regard to the control effect of the blade propeller
basically a considerable difference compared to the propulsion of a ship,
: that: is steered by rudder. With those equipped with ordinary oars
Ships grows with the same rudder position with increasing propulsion power and the
their corresponding thrust also the rudder effect. When using a
combined blade and screw propeller drive will remain the same
The magnitude and direction of the shovel power result in a decrease in the rudder effect with increasing
Speed of the ship. There is a change that is in and of itself unintentional
the rudder action when changing the propeller drive power in the combined
Drive, which is obtained from the vectorial addition of the thrust or drive components
can determine. For example, if you give the blade propeller a certain
Drive value according to size and direction, on the other hand the screw propeller with pale
Magnitude of the thrust once in a positive and another time in a negative direction,
then in the negative direction there is a completely different reaction to the course
of the ship than with a rudder, this means that during any maneuvers
also an uncertain interaction of the control forces with the entire driving forces
appears: which is also avoided by the invention.
Die Größe der Leistung, die von einem Schaufelpropeller abgegeben
werden kann, ist abhängig von der Größe des Schwingungsausschlages der Schaufeln.
Sie ist also eine Funktion des Verstellwinkels der Schaufeln. Je größer dieser Winkel
ist, um so größer ist die von dem Propeller abgegebene Leistung. Umgekehrt ist natürlich
als inverse Funktion die Winkelstellung der Schaufeln eine Funktion der Propellerleistung.
Wird keine Energie vom Schaufelpropeller abgegeben und die Energie vom Schraubenpropeller
geliefert, .dann ist es notwendig, den Schaufelwinkel entsprechend jener inversen
Funktion einzustellen, wenn verhindert werden soll, daß der Schaufelpropeller Energie
aufnimmt. Soll der Schaufelpropeller zusätzlich Energie abgeben, dann muß die Winkelstellung
der Schaufeln über das Maß hinaus vergrößert werden, das durch die vorhergehende
Einstellung in Abhängigkeit von der Funktionskurve bedingt ist. Entsprechende Gesichtspunkte
sind bei der Steuerung zu berücksichtigen, da .die Steuerung durch Drehung des Steuerpunktes,
d. h. .des Schnittpunktes der Normalen ,auf die Schaufeln im Kreise um die Radmitte
erfolgt.The amount of power given off by a paddle propeller
depends on the magnitude of the vibration deflection of the blades.
So it is a function of the pitch angle of the blades. The larger this angle
is, the greater the power delivered by the propeller. The other way round is of course
as an inverse function the angular position of the blades is a function of the propeller power.
No energy is emitted from the paddle propeller and the energy from the screw propeller
delivered, .then it is necessary to set the blade angle according to that inverse
Set the function if you want to prevent the paddle propeller from energizing
records. If the paddle propeller is to emit additional energy, then the angular position must
of the blades are enlarged beyond the extent given by the preceding one
Setting is conditional depending on the function curve. Corresponding points of view
must be taken into account in the control, since .the control by turning the control point,
d. H. .the intersection of the normals, on the blades in a circle around the wheel center
he follows.
Die Steuerung der Schaufelpropeller für die Ruderwirkung kann im vollen
Ruderbereich von der Brücke aus bewirkt werden, während die Antriebsgröße nur bis
zu einer einstellbaren Größe von dort aus möglich ist, im übrigen aber vom Fahrstand
der Maschine oder auch gänzlich von diesem aus eingestellt wird. Das Zusammenwirken
aller Antriebs-und Steuergrößen bietet :den Vorteil, daß kiel Anwendung der Erfindung
ein besonderer Ruderwirkungsanzeiger auf der Brücke angeordnet werden kann, der
die Einstellung der gewollten Steuerwirkung ermöglicht.The control of the paddle propellers for the rudder effect can be fully
Rudder area can be effected from the bridge, while the drive size is only up to
to an adjustable size from there is possible, but otherwise from the operator's platform
of the machine or even entirely from it. The interaction
all drive and control variables offers: the advantage that kiel application of the invention
a special rudder effect indicator can be placed on the bridge, which
allows the setting of the intended tax effect.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung
bedeuten i und z die Servomotoren für .dieVerstellung der Schaufelpropeller, und
zwar soll der Motor i die Ruderwirkung und der Motor :2 .die Fahrsteigung einstellen.
Der Servomotor 2 besitzt beispielsweise zwei Wicklungen A und B, von denen die Wicklung
A der Verstellung auf der Brücke und die Wicklung B der Verstellung von der Maschine
aus entspricht. Der Regler 3 soll als Fahrtregler auf der Brücke wirken. Der Verstellwiderstand4
soll .den Servomotor i in Verbindung mit dem Motor 2 steuern.
Entsprechend
dem gestrichelt bezeichneten geometrischen Ort der Endpunkte des Ruderwirkun.gsvektors
kann eine Verstellung von der Brücke aus erfolgen. Die volle Leistung wird durch
Beeinflussung der Wicklung z B vom Fahrstand der Maschine aus bewirkt.In the exemplary embodiment of the invention shown in the drawing
i and z mean the servomotors for adjusting the blade propellers, and
it is true that the motor i should have the rudder effect and the motor: 2. adjust the driving incline.
The servomotor 2 has, for example, two windings A and B, one of which is the winding
A the adjustment on the bridge and the winding B the adjustment from the machine
off corresponds. Controller 3 should act as a speed controller on the bridge. The adjustment resistor 4
is supposed to control the servo motor i in connection with the motor 2.
Corresponding
the dashed geometric location of the end points of the Ruderwirkun.gsvektors
an adjustment can be made from the bridge. The full power is through
The winding is influenced, for example, from the machine's operator's cab.