DE858066C

DE858066C - Ship rudders, especially for submarines

Info

Publication number: DE858066C
Application number: DEV1048D
Authority: DE
Inventors: Hans Dr-Ing Mueller; Walther Dr E H Voith
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1942-06-19
Filing date: 1942-06-19
Publication date: 1952-12-04

Description

Schiff sruder, insbesondere für Unterseeboote Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiffsruder, (las in einem uni eine in Schiffslängsrichtung liegende Achse drehbaren Tragkörper mit seiner Drehachse senkrecht zur Tragkörperachse gelagert ist und bei Drehung des Tragkörpers nicht nur das Steuern in einer Ebene, sondern beliebiges Steuern im Raum gestattet und das daher, insbesondere für Unterseeboote, ebensogut als Tiefen- wie als Seitenruder verwendet werden kann.Ship rudders, particularly for submarines The invention relates on a ship's rudder, (read in a uni one lying in the longitudinal direction of the ship Axis rotatable support body mounted with its axis of rotation perpendicular to the support body axis is and when the support body is rotated, not only the control in one plane, but Any control in the room is permitted and therefore, especially for submarines, can be used just as well as a downward rudder as well as a rudder.

Nach der Erfindung wird ein derartiges Ruder nach .\rt eines Verstellpropellers mit dem Tragkhrper als Hohliiabe und mit zwei in bezug auf die Nabe gegenüberliegenden und mittels je eines zur clise senkrecht angeordneten Zapfens dreh-Nabena bar in der Nabe gelagerten Ruderblättern ausgebildet, deren Verstellstangen durch die von einer Hohlwelle getragene Rudernabe in bekannter 'Weise liindurchgeführt sind.According to the invention, such a rudder is formed after a variable pitch propeller with the support body as a hollow hub and with two rudder blades that are opposite to the hub and rotatably mounted in the hub by means of a pin arranged perpendicular to the clise, the adjusting rods of which through the rudder hub carried by a hollow shaft are carried out in a known manner.

Den 1)#kannten Ausführungen gegenüber weist das Ruder nach der Erfindung eine besonders vorteilhafte konstruktive Durchbildung auf. Es ermÖglicht eine in bezug auf beide Verstellachsen völlig symmetrische Ausbildung mit guter Lagerung und zuverlässiger Ausbildung der Verstelleinrichtung, die dabei noch %,ollständig eingekapselt werden kann.Opposite the 1) #knowable versions, the rudder according to the invention a particularly advantageous structural development. It enables an in Completely symmetrical training with good storage with respect to both adjustment axes and reliable training of the adjustment device, which is still%, completely can be encapsulated.

Die,Untert-eilun,g#desRudersiin zweiRuderblätter ermöglicht weiterhin, dem schraubünförmigen Verlauf' des Propellerabstrornes in an, sich bekannter Weise dadurch Rechnung zu tragen, daß die beiden Ruderblatthälften mit verschiedenem Anstellwinkel eingestellt werden. Während einteilige Ruderblätter zur Berücksichtigung des schraubenförmigen Propellerabstromes eine Verwin-dung aufweisen müssen, können die Ruderblätter nach der Erfindung ohne Verwindung, also konstruktiv und herstellungsmäßig günstiger aus-,gebildet werden. Man kann sie aber auch mit einer Verwindung versehen, die dann allerdings nur halb so groß zu sein braucht wie bei einteiligen Ruderblättern.Those Untert-Eilun, g # desRudersiin two rudder blades further enables to carry the schraubünförmigen history 'of the Propellerabstrornes in a manner known per characterized account that the two rudder blade halves are adjusted with different angle of attack. While one-piece rudder blades must have a twist in order to take into account the helical propeller outflow, the rudder blades according to the invention can be designed without twisting, that is to say more favorable in terms of design and manufacture. But you can also provide them with a twist, which then only needs to be half the size of one-piece rudder blades.

Während ein einteiliges Ruder durch eine feste Verwindung nur einem ganz bestimmten Belastungsgrad angepaßt werden kann, bietet das unterteilte Ruder tilit getrennter Einstellbarkeit beider Hälften gemäß der Erfindung die Möglichkeit, die beiden Ruderblätter in an sich. bekannter Weise in ihrem Anstellwinkel verschiedenen Betriebszuständen anzupassen, sie also verschieden anzustellen, je nachdem das Schiff beladen oder leer, in Freifahrt oder Schleppfahrt zu steuern ist.While a one-piece rudder can only be adapted to a very specific degree of loading by means of a fixed twist, the divided rudder offers the possibility of the two rudder blades in per se with separate adjustability of both halves according to the invention. known way to adapt their angle of attack to different operating states, so to adjust them differently, depending on whether the ship is loaded or empty, to be steered in free travel or towing.

Im Gegensatz zu einer bekannten Ausführung, bei der ein nur um eine Achse verstellbares Ruder zum Vermeiden der Veiwindung in zwei für sich einstellbare Ruderblätter unterteilt ist, dient bei dem Ruder gemäß der Erfindung die Unterteilung des Ruderblattes in zwei Teile dazu, eine zuverlässige Lagerung zu ermöglichen. Die Vorteile der getrennten Einstellbarkeit ergeben sich dabei zusätzlich. Sofern hierbei auf die getrennte Verstellbarkeit aber verzichtet werden soll, können die beiden Ruderblätter zu gemeinsamer gleichsinniger Verstellung starr miteinander verbunden werden. Sie können aber auch derart miteinander gekuppelt sein, daß außer der gleichsinnigen Verstellung auch noch eine Relativbewegung der beiden Ruderblätter gegeneinander möglich ist. Die Verstelleinriclitung kann hierzu in selbsttätige Abhängigkeit von der Belastung des Propellers gebracht werden. Es eml)-fiehlt sich hierbei, die eine Verstellstange als Rohr auszubilden und die andere durcb sie hindurchzuführen und beide Verstellstängen an deren innerem Ende in geeigneter Weise miteinander zu verbinden.In contrast to a well-known version, in which one is only about one Axis adjustable rudder to avoid twisting in two individually adjustable rudders Is subdivided rudder blades, the subdivision is used in the rudder according to the invention of the rudder blade in two parts to enable reliable storage. The advantages of the separate adjustability also result. Provided In this case, however, the separate adjustability is to be dispensed with, the two rudder blades for common adjustment in the same direction rigidly with one another get connected. But they can also be coupled to one another in such a way that besides the adjustment in the same direction also requires a relative movement of the two rudder blades against each other is possible. The adjustment device can for this purpose in automatic Depending on the load on the propeller. It eml) -fails Here, one adjusting rod should be designed as a tube and the other should be passed through it and both adjusting rods at their inner end in a suitable manner with one another connect to.

Die Übertragung der axialen Verstellbewegung der Verstellstangen für die Ruderblätter kann auf diese durch Hebel, Zahnstangen und Zahnräder, mittels Kulissen und Gleitsteinen oder in anderer geeigneter Weise erfolgen. Es besteht auch die -Möglichkeit, die Verstellbewegting als Drehbe-,ve-"ting einzuleiten. Bei ax;al verschiebbaren Verstellstangen ergibt die Verstellung über einen hydraulischen Servomotor eine einfache Lösung. Hierzu wird. die äußere Verstellstange mit einem Kolben versehen, der in einem feststehenden Zylinder ge- führt Ist und Otirch Zuführung von Driickäl oder Druckluft auf der ein-en oder anderen Seite die Axialverschiebung der Verstellstange bewirkt. Zum Zweck der Drehung der Ruderblattnabe um ihre Achse wird die die Nabe,tragende Welle bzw. die äußere Verstellstange etwa mit einem Zahnrad oder einem Zahnradsegment versehen, das bei Anordnung auf der äußeren Verstellstange mit diesem nur auf Drehting gektippclt ist, ab-er eine axiale Verschiebung der Verstellstange zuläßt.The transmission of the axial adjustment movement of the adjustment rods for the rudder blades can take place on them by levers, racks and gears, by means of links and sliding blocks or in another suitable manner. There is also the possibility of initiating the adjustment movement as a rotary movement. With ax; al displaceable adjustment rods, adjustment via a hydraulic servomotor results in a simple solution fixed cylinder performs overall is and causes Otirch supplying Driickäl or pressurized air-ene or other side of the axial displacement of the adjusting rod. for the purpose of rotation of the Ruderblattnabe about its axis is the hub, supporting shaft and the outer adjusting rod about with a toothed wheel or a toothed wheel segment is provided which, when arranged on the outer adjusting rod, is gektippclt with the latter only on the rotating part, from-it allows an axial displacement of the adjusting rod.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Ruderblattnabe bei Anordnung unminelbar hinter einem Propeller von der Propellernabc getragen, so daß sich eine besondere Welle fÜr die Rudcrnal)e erübrigt. Die Propellernpl)e sowie die Piopollerwelle werden zum Durchführen der Verstellstangen für die Ruderblätter hierbei hohl ausgebildet und über ein Zahnracivorgelege angetrieben.In a further embodiment of the invention, the rudder blade hub is carried by the propeller hub when it is arranged so that it cannot be mined behind a propeller, so that a special shaft for the rudder blades is unnecessary. The propeller core and the pilot shaft are designed to be hollow to guide the adjustment rods for the rudder blades and are driven via a toothed gear transmission.

Ein Ausführungsbeispiel für ein Ruder -1cmäß der Erfindung mit zwei Ruderblättern ist in der Zeichnung in seinen wesentlichen Teilen sehematisch dargestellt.An embodiment of a rudder -1c according to the invention with two The essential parts of the rudder blades are shown schematically in the drawing.

Abb. i zeigt die Gesamtanlage mit einem gleichachsig mit einem Propeller unmittelbar hinter diesem angeordneten Ruder; Abb. 2 zeigt den Antrieb für las Verstellgestänge in größerem Maßstab und Abb. 3 die Ruderbl.-it#tiial)(- mit Verstellvorrichtung für die Ruderblätter iii anderer Ansicht.Fig. I shows the entire system with a rudder arranged on the same axis as a propeller immediately behind this; Fig. 2 shows the drive for the adjustment linkage on a larger scale and Fig. 3 shows the rudder blade - it # tiial) (- with adjusting device for the rudder blades iii different view.

Die über die Zahnräder i und 2 angetriebene Propellerwelle 3 trägt den Propeller 4, hinter dem das Ruder angeordnct ist. Dieses besteht aus der l'#,al)#- 5 und zwei Ruderblättern 6 und 7. Die Nabe ist i-iiittels eiries von der Nabe des Propellers gebildeten Spurlagers 8 in diesen angehängt und zentral mittels der. in der Propellerwelle angeordneten Verstellstange 9 geL.gert. Die Ruderblätter 6 und 7 sind mittels Zapfen io und ii in der Nabe gelagert. Am inneren Ende der Zapfen greift je ein Hebel 12 und 13 in. Die Verstellstangeg trägt an ihrem äußeren Ende eine Kulisse 14 mit einer Führungsnut 15 (Abb. 3) für einen 1--nit dein Ilebel 12 verbundenen Gleitstein 16. In gleicher Weise trägt die in der als Rohr ausgebildeten Verstellstange o gelagerte zweite Verstellstange 17 eine Kulisse 18 nut Nut ig für einen Gle]tStCin 20, an dem mit dem Zapfen i i verbundenen Hebel 13. The propeller shaft 3 driven by the gears i and 2 carries the propeller 4, behind which the rudder is arranged. This consists of the l '#, al) # - 5 and two rudder blades 6 and 7. The hub is attached to the propeller by means of a thrust bearing 8 formed by the hub of the propeller and is attached centrally by means of the. The adjusting rod 9 arranged in the propeller shaft is gel.gert. The rudder blades 6 and 7 are mounted in the hub by means of pins io and ii. At the inner end of the pin each engages a lever 12 and 13. The adjustment bar carries at its outer end a link 14 with a guide groove 15 (Fig. 3) for a 1 - nit your Ilebel 12 connected sliding block 16. In the same way the second adjusting rod 17 , which is mounted in the adjusting rod o designed as a tube, has a slot 18 groove groove for a slide pin 20 on the lever 13 connected to the pin ii.

Diese in der hohlen Ruderl)lattiial-w, untergebrachte Verstellvorrichtung arbeitet in der Weise, (laß die Ruderblätter durch axiales Verschieben der Verstellstangien aus ihrer neutralen Stellung, in der sie in oder parallel zur vertikalen Schiffslängsmittelebene liegen, gleichsinnig verschwenkt werden.This adjustment device housed in the hollow rudder) lattiial-w works in the way, (let the rudder blades by axially moving the adjusting rods from their neutral position, in which they are in or parallel to the vertical longitudinal median plane of the ship lie, be pivoted in the same direction.

Zum Antrieb der Verstellgestänge ist dieses aus der hohlen Propellerwelle 3 herausgeführt und die äußere Verstellstangeg mit einem Kolben21 versehen, der in dem feststehenden Zylinder22 durch Drucköl gesteuert gleitet. Die Verstellstangeg ist mit der in ihr gelagerten Verstellstange 17 mittels einer hier beispielsweise als Handrad 23 ausgebildeten Mutter verbunden, die auf der Stange 17 in einem steilgängigen Gewinde verschraubbar und mit der Stange 9 nur in Achsrichtung, hier mittels eines in eine Ringnut der Stange 9 eingreifenden Ansatzes 24, verbunden ist. Durch Verdrehen des HandradeS 23 werden die Verstellstangen gegeneinander verschoben, und zwar verschiebt sich hierbei die eine um dasselbe -.Nlaß in der einen Richtung wie die andere in der entgegengesetzten Richtung. Zur Sicheruti# der ein-estellten, einem bestimmten Belastungsgrad angepaßten Relativlage der beiden Ruderblätter und damit der Verstellstangen ist hinter dem Handrad 23 noch eine etwa mit Handgriffen vürsehene Sicherungsmutter25 vorgesehen.To drive the adjustment rods, this is led out of the hollow propeller shaft 3 and the outer adjustment rods are provided with a piston 21 which slides in the stationary cylinder 22 controlled by pressure oil. The Verstellstangeg is connected to the bearing in its adjustment rod 17 by means of a case designed for example as a hand wheel 23 nut which engages on the rod 17 and screwed in a steeply-handed thread of the rod 9 only in the axial direction, in this case by means of a in an annular groove of the rod 9 Approach 24, is connected. By turning the handwheel 23 , the adjustment rods are shifted against each other, one shifting by the same amount in one direction as the other in the opposite direction. To secure the set relative position of the two rudder blades and thus the adjusting rods, which are adjusted to a certain degree of load, behind the handwheel 23 a locking nut 25, for example with handles, is provided.

Außer dieser axialen Verschiebung der Verstellstangen und der dadurch bewirkten Verschwenkung der Ruderblätter uni ihre normale Schwenkachse ist außerdem noch eine Verdrehbarkeit der gesamten Ruderblattnabe zusammen mit den Ruderblättern vorgesehen. Hierzu ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die äußere Verstellstange mit einem Zahnradsegment 26 verbunden, das über eine Welle 27 und ein RitZel 28 betätigt wird. Durch Drehen des ZalinradsegmenteS 26 wird die Verstells#tange 9 und mit ihr die Verstellstange 17 und die Ruderblattnabe _5 verdreht, und dadurch beispielsweise bei einer Verdrehung um go' aus dem Seitenruder ein Höhenruder. Damit die Verstells#tangen und die Ruderblattnabe nicht von der Propellerwelle durch Reibung mitgenommen werden, ist das Getriebe zum Verdrehen der Verstellwelle als selbstsperrendes Getriebe ausgebildet.In addition to this axial displacement of the adjustment rods and the resulting pivoting of the rudder blades and their normal pivot axis, a rotatability of the entire rudder blade hub together with the rudder blades is also provided. For this purpose, in the exemplary embodiment shown, the outer adjusting rod is connected to a gear segment 26 which is actuated via a shaft 27 and a RitZel 28. By turning the ZalinradsegmenteS 26 the adjustment rod 9 and with it the adjustment rod 17 and the rudder blade hub 5 are rotated, and thus, for example, if the rudder is rotated by go ', an elevator. So that the adjustment rods and the rudder blade hub are not dragged along by the propeller shaft due to friction, the gear for rotating the adjustment shaft is designed as a self-locking gear.

Durch beliebige Kombination der Steuerbewegungen kann beispielsweise ein mit einer solchen Ruderanla,ge ausgerüstetes U-Boot beliebige Steuermanöver über oder unter Wasser durchführen.Any combination of the control movements can, for example a submarine equipped with such a rudder system, any steering maneuver Perform above or under water.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Ship rudder, in particular for submarines, which is mounted on a supporting body that can be drilled about an axis lying in the longitudinal direction of the ship with its axis of rotation perpendicular to the supporting body axis and, when the supporting body is rotated, optionally serves as a rudder and / or depth rudder, characterized in that the rudder nacli manner of a variable-pitch propeller with your support body as Hohliiabe and two mutually opposite with respect to the hub and is formed by one each arranged perpendicular to the hub axle pin rotatably supported in the hub mounted rudder blades, the adjusting rods get through by a hollow shaft, 'ragene Rudernabe in a known Way are passed through.

2. Ship rudder according to claim i, characterized in that the rudders can be adjusted independently of one another in a manner known per se. 3. A ship's rudder according to claims i or 2, characterized in that the adjusting rods (9, 17 ) are coupled or can be coupled to move the two rudder blades (6, 6) in the same direction. 4. Ship rudder according to claims i or 2 and 3, characterized in that the adjusting rods are coupled to one another in such a way that a relative movement of the two against one another is possible. 5. Ship rudder according to claims i to 4, characterized in that the adjusting rod (17) for one rudder blade is arranged in the adjusting rod (9) of the other rudder blade, which is designed as a hollow shaft (tube). 6. Ship rudder according to claims i to 5, characterized in that the adjusting rod is axially displaceable by a servo motor (21, 11), the piston (21) of the adjusting rod or, in an embodiment according to claims 2 and 3, of the outer adjusting rod (9) is worn. 7. Ship rudder according to claims i to 6, characterized in that the adjusting rods (9, 17 ) are connected to one another for relative axial displacement via a nut (23) which can be screwed onto one rod (17) and by means of a Approach (24) engages in an annular groove at the end of the other adjusting rod (9) . 8. Ship rudder according to claim 7, characterized in that the connecting nut (23) of the two adjusting rods is provided with an adjusting wheel to be operated by hand or by a motor. G. Ship rudder according to claims i to 8, arranged coaxially directly behind a propeller, characterized in that the rudder hub (5) is carried by the propeller hub and that the propeller shaft (3) with the propeller hub for the implementation of the adjusting rods (9, 17) for the Rudder blades are hollow. ok Steering rudder according to claims i to 9, characterized in that the adjusting rods (9, 17) for the rudder blades serve to rotate the rudder blades and are rotatably mounted for this purpose. i i. Ship rudder according to claim 10, characterized in that a gear, a gear segment (26) or the like, which is only coupled to the adjusting rod in the circumferential direction, is used to rotate the rudder hub (5) via the outer adjusting rod (9). 12. Ship rudder according to claim ii, characterized in that the gear for rotating the rudder blade hub or the adjusting rods is designed to be self-locking. 13. Ship rudder according to claims i to 12, characterized in that the rudder blades are twisted in a manner known per se.