DE7147512U - Einblatt Heckruder, insbesondere fur Binnenwasserschiffe - Google Patents

Description

Einblatt-Heckruder, insbesondere für Binnenwassersahiffe y

Die Neuerung betrifft ein hinter dem Schraubentunnel angeordnetes Einblatt-Heckruder, insbesondere für Binnenwasserschiffe, dessen Schwanzteil über den angrenzenden Ruderblatteil seitlich vorstehende, in Richtung des am Ruder entlangströmenden Schraubenwassers auseinandertretende, feste Wandabschnitte aufweist (GB-PS 446 921).

Herkömmliche Einblatt-Ruder erfüllen durchaus ihren Zweck, sofern diese nur die Aufgabe haben, bei Geradefahrt geringfügige Änderungen der Fahrtrichtung zu kompensieren. Es genügen schon sehr geringe Ruderausschlage, um Richtung sabweichungen rückgängig zu machen. Schwierigkeiten entstehen jedoch bei Ruderhartlage, wenn möglichst enge Bögen auszufahren sind« Diese Schwierigkeiten treten insbesondere beim Wenden des Schiffes in engen Fahrstrassen auf. Die Behebung derartiger Schwierigkeiten ist Gegenstand vieler bekannter Vorschläge. Ein Teil dieser Vor-

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schlage besteht darin, das Ruderblatt in zwei Blattteile aufzuteilen, von denen der eine Teil schwenkbar am anderen Teil befestigt ist derart, daß das Abströmende auf einen größeren Winkel gegen die Strömung eingestellt werden kann als der angeströmte Vorderteil. .Diese Lösung erfordert jedoch einen erheblichen konstruktiven Aufwand. Anderfef^ttr^cnlage gehen in der Richtung, das hinter dem Schraubentunnel a-ngeordnete Einblatt-Ruder in mehrere nebeneinander liegende gestaffelte, entsprechend kleinere Ruderflächen aufzuteilen. Die Steuerwirkung ist beim Ausfahren möglichst enger Bögen zweifellos günstiger als beim Einblatt-Ruder. Hier ist jedoch ebenfalls der bauliche Aufwand insbesondere auch für die Ruderantriebe sehr groß. Er ist nur bei Schiffen vertretbar, bei denen der Mehraufwand im Verhältnis zu den Kosten des Schiffes nicht ins Gewicht fällt. Außerdem besteht bei einer Ruderanlage mit mehreren Flächen für Binnenwasserschiffe leicht die Gefahr der GrundberUhrung an schrägen Böschungen oder Ufern.

Bei Rudern der eingangs genannten Art liegen die in Strömungsrichtung des Schraubenwassers auseinandertretenden, festen Wandabschnitte auch bei Ruderhartlage im Anströmung sbereich des Schraubenwassers. Bei Ruderhartlage üben sie keine Wirkungen im Sinne einer Verengung des Wendebogens aus*. Sie werden im wesentlichen nur bei Geradeausfahrt im Sinne einer Ausbalancierung des Ruders wirksam, da es sich hier um sogenannte Staukeile handelt.

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Die Wandabschnitte derartiger Staukeile dienen - wie der Name bereits sagt- dazu, das am Ruderblatt entlangströmende Schraubenwasser im Keilbereich zu stauen und dadurch im Bereich des Keiles auf das Ruderblatt einwirkende Querkräfte zum Zwecke der Ausbalancierung bzw. Stabilisierung zu erzeugen. Damit die im Bereich der Staukeile auf das Ruderblatt einwirkenden Querkräfte ein möglichst großes Drehmoment auf das Ruder ausüben, sind die Staukeile im Schwanzbereich, d.h. in einem möglichst großen Abstand von der Ruderdrehachse angeordnet. Da gut durchkonstruierte7 der jeweiligen Schiffsform angepaßte Ruder im allgemeinen keine Überbalance aufweisen, werden derartige Staukeile auch bei der Konstruktion eines Ruders nicht von vornherein vorgesehen. Sie dienen lediglich zur nachträglichen Änderung bzw. Beseihioang unerwünschter Rudereigenschaften· Außerdem ist bekannt, daß derartige Staukeile die zum Legen des Ruders erforderliche Kraft herabsetzen und daher auch oft bei Rudern zur Herabsetzung der Ruderkraft dort angewendet wurden, wo Rudermaschinen mit Servowirkung nicht vorhanden waren. Die Erzielung der durch Staukeile gewährleisteten Wirkungen ist jedoch nicht Aufgabe der Neuerung.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einblatt-Heckruder der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei gegenüber einem herkömmlichen Ruderblatt geringstem zusätzlichem Bauaufwand eine wesentliche Verstärkung der Steuerwirkung derart erzielt wird, daß mit Schiffen gleicher Länge engere

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Wendebögen gefahren werden können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in Ausschwenkstellung das Ruderblatt die Breite des Schraubentunnels überdeckt und mit seinem Schw&nzteil in den Abströmbereich des Schraubenwassers hineinreicht und daß die auseinandertretenden Wandabschnitte im Abströmbereich des Schraubenwassers liegen und als Lenkflächen für das an dem Ruderblatt entlängströmende Schraubenwasser ausgebildet sind.

Die neuerungsgewollte Wirkung wird also nur in Ausschwenkstelluno des Ruderblattes erzielt, wobei der Ausschwenkbereich den Ausschwenkbereich herkömmlich gestalteter Einblatt- Heckruder nicht übersteigt. Bei langsamer Fahrt dreht ein mit dem Ruder nach der Neuerung ausgerüstetes Schiff bei Ruderthartlage mit einem Wendedurchmesser, der dec Schiffs länge entspricht. Der Schiffskörper wird also gewissermaßen um seine Mittel- Vertikäiachse auf dem Wasser gedreht. Die lediglich durch eine verhält-

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nismäßig geringfügi/Umgestaltung eines herkömmlichen Einblatt-Heckruders erzielte Wirkung beruht auf folgendem: Bei im wesentlichen Ruderhartlage wird der aus dem Schraubentunnel austretende Schraubenwasserstrahl im wesentlichen in seiner Gesamtheit von dem herkömmlich gestalteten Vorderteil '".es Ruders erfaßt und entsprechend dem Winkel der Ruderlage zur Seite hin abgelenkt. Im Abströmbereich des Ruderblattes erfährt dieser abgelenkte Schraubenwasserstrom eine zweite, gleichsinnige Ablenkung durch die dort angeordnete Lenkfläche. Der gesamte, vom Ruderblatt erfaßte Schraubenwasserstrahl erhält durch

die zweimalige Ablenkung bei Ruderhartlage eine Auslenkung, die 90° oder mehr gegenüber der Schiffslängsachse beträgt. Es entsteht dadurch ein im Heckbereich angreifender Seitenschub, der den Schiffskörper "auf dem Teller" drehen läßt. Zum Legen des Ruderblattes ist eine Rudermaschine erforderlich, wie sie in ihrer Grundkonzeption von gewöhnlichen Einblatt-Heckrudern bekannt ist. Ein besonderer Aufwand für die Rudermaschine ist also nicht erforderlich.

Es sei an dieser Stelle gleich ein Einwand vorweggenommen. Der Schiffbau steht unter dem Leitgedanken des geringsten Widerstandes, der auch beim Ruder beachtet wird. Die im Bereich des Ruderschwanzes im Abströmbereich des Schraubenwassers gemäß der Neuerung angeordneten Lenkflächen führen zwar zu einer geringfügigen Erhöhung des Profilwiderstandes. Diese Widerstandserhöhung spielt jedoch hinsichtlich des gesamten Schiffswiderstandes auch bei Geradeausfahrt selbst mit Höchstgeschwindigkeit keine ins Gewicht fallende Rolle. Beim Ausfahren eines Bogens ist ohnehin allein die erzielte Steuerwirkung von Bedeutung.

Für die Vielzahl der Möglichkeiten zur Anordnung der Lenkflächen am Ruder werden nachstehend einige Beispiele an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l in Draufsicht und Schnitt das Ruder gemäß der Neuerung sowie dessen Zuordnung zum Schraubentunnelaustritt bei Geradeausfahrt (Fig.la) und Ausschwenkstellung des Ruders (Fig.Ib),

Fig.2 ein Ruder analog Pig.l mit einer modifizierten Querschnittsform des Ruderblattes,

Fig.3 ein Ruder analog Fig.l und 2 mit einer noch weiter abgewandelten Querschnittsform des Ruderblattes.

Es handelt sich in jedem Falle um Heckruder, die hinter dem Schraubentunnel angeordnet sind. Der Schraubentnnnel ist schematisch durch seine Austrittsbreite^B angedeutet. Die Strömung des aus dem Tunnel austretenden Wassers ist durch die eingezeichneten Pfeile dargestellt. 1 ist das Ruderblatt von im wesentlichen Tragflügelquerschnitt, das auf der Drehachse 2 befestigt ist. Dabei ist angenommen, daß es in seiner Lage in Fahrtrichtung beidseitig um 70° ausschwenkbar ist. Diese Angabe ist nicht bindend.

Jetzt sei der reine Ruderblattkörper nach Fig.la angenommen und dieser in Fig.Ib übertragen gedacht. Dann würde die Strömungslänge der Fläche 1 bis zum Ende 4 verlaufen· Hiert hört die Führung der Strömung auf. Sie würde in Richtung der Fahrtrichtung umkehren und sich vom Ruderblatt lösen· Hier setzt die Neuerung ein· Ih der Abströmzone 5 ist das Ruderblatt 1 mit Wasserlenkflächen 6,7 verbunden, die wie Fig.Ib erkennen läßt, eine Strömung St erzeugen, die eine zusätzliche Steuerkraft ergibt. Die gleiche Wirkung tritt beim Fahren eines Bogens in der entgegengesetzten Richtung ein. Es wird also durch die fest mit dem Ruderblatt verbundenen Wasserlenkflächen 6 und 7 praktishh die gleiche Wirkung erzielt wie bei Rudern mit geteiltem Ruderblatt oder mit mehreren Teilrudern, nur

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daß die Lösung gemäß der Neuerung wesentlich einfacher und billiger ist.

Die Fig.l läßt noch eine Weiterbildung insofern erkennen,als die Lenkflächen 6 und 7 durch Leitflächen 8 und 9 ergänzt sind, um Wirbelbildungen infolge Ablösung hinter den Flächen 6 und 7 möglichst gering zu halten.

Der Grundgedanke der Wasserlenkflächen nach Fig.l ist in Fig.2 weitergebildet. Die angesetzten Lenkflächen sind durch kegelförmige Ausformungen 10 und 11 der Ruderflächen 3 gebildet, auch hier wieder mit einem Kopf 12 für eine möglichst wirbelfreie Abströmung· Der Verlauf der Strömung St entspricht der in Fig.l.

F4g,3 schließlich zeigt eine Ausbildung mit langgestreckten Leitflächen 13 und einem Kopf 14 für Strömungsführung. D&s Kuder ist in zwei Stellungen eingezeichnet^ um darzustellen, daß bei dieser Ausbildung die Strömung St bei verändertem Anstellwinkel im wesentlichen gleich bleibt.

Claims (5)

• * · ■ e • ti a β ■· -8- Schutzansprüche;

1. Hinter dem Schraubentunnel angeordnetes Einblatt-Heckruder, insbesondere für Binnenwasserschiffe, dessen Schwanzteil über den angrenzenden Ruderblatteil seitlich vorstehende, in Richtung des am Ruder entlangströmenden Schraubenwassers auseinandertretende, feste Wandabschnitte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Ausschwenkstellung das Ruderblatt die Breite (B) des Schraubentunnels überdeckt und mit seinem Schwanzteil (4) in den Abströmbereich des Schraubenwassers hineinreicht und daß die auseinandertretenden Wandabschnitte (6,7) im Abströmbereich des Schraubenwassers liegen und als Lenkflächen für das an dem Ruderblatt entlangströmende Schraubenwasser ausgebildet sind.

2. Ruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Lenkflächen durch unter einem Winkel zur Ruderlängsachse stehende Bleche oder Blechkörper (5,6) gebildet sind (Fig.l).

3. Ruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkflächen durch stetig in die Ruderflächen übergehende gewölbte Flächen (10,11) gebildet sind (Fig.2).

4. Ruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkflächen langgestreckte, im wesentlichen stromlinienförmig geschwungene Flächen sind (Fig.3).

5. Ruder nach Anspruch 1 bis 4, dadunii gekennzeichnet, daß an die in Richtung des am Ruder entlangströmenden Schraubenwassers hinteren Enden der Ablenkflächen in Strömungsrichtung zusammentretende Leitflächen (8,9) angesetzt sind.