EP2565116A1 - Vorrichtung zur Rollstabilisierung - Google Patents

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EP2565116A1
EP2565116A1 EP12400024A EP12400024A EP2565116A1 EP 2565116 A1 EP2565116 A1 EP 2565116A1 EP 12400024 A EP12400024 A EP 12400024A EP 12400024 A EP12400024 A EP 12400024A EP 2565116 A1 EP2565116 A1 EP 2565116A1
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fin
shaft
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ship
pivoting
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Blohm and Voss Industries GmbH
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/06—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water
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    • B63B39/06—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water
    • B63B2039/067—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water effecting motion dampening by means of fixed or movable resistance bodies, e.g. by bilge keels

Definitions

  • the invention relates to a device for roll stabilization of ships, consisting of a flow-bearing shaft as a fin shaft with a drive device for rotating a fin in the form of an elongated quadrilateral with short and long sides about the axis of the fin shaft to change the angle of attack of the fin and from a Pivoting device for an angular movement of the fin and fin shaft about a substantially vertical and perpendicular to the ship's longitudinal direction pivot axis for swinging the fin in an operating position outside and in a rest position in an associated fin pocket within the vessel, wherein via a fin shaft takes place a fin adjustment.
  • Fin arrangements of this type are known in various designs with square fin surfaces, the majority of fins are optimized due to their aspect ratio exclusively for operation while driving.
  • this type of fin is to optimize the effective fin surface for stabilization at anchor or at zero speed, the need to arrange the fin shaft, as far as technically possible, to the front fin edge and at the same time form the largest possible chord length in order to achieve a large effective lever arm of the rear fin surface. This reduces the aspect ratio of the fin compared to conventional fin designs for operation underway.
  • DE 29 23 630 is a fin known, which has the shape of an elongated quadrilateral. Here, a long side is swept in the direction of travel, the second long edge, however, is swept in the opposite direction.
  • This design is optimized with a high aspect ratio for on-the-go stabilization, and is particularly detrimental to pre-anchor stabilization, zero-speed stabilization, since it reduces the effective area behind the shaft axis and does not increase it.
  • This design also does not solve the problem occurring in fins with a lower aspect ratio and early balancing that they are no longer completely swinging.
  • the object of the invention is to provide an increase in a usable fin surface for stabilization at anchor in an easy way with an unchanged position of the pivot column and thereby completely absorb the fin surface in the rest position or almost completely in the fin pocket and the fin still for a stabilization even while driving to use.
  • the fin is arranged with its the ship's outside facing short side in the operating position approximately parallel to the ship's outer skin and the long sides of the fin have an angled in the direction of travel backwards arrow and a fin shaft axis in the range of 10 to 30 % of a mean chord length of the fin is arranged at a central span, wherein the pivotal movement of the pivoting column from the operating position is measured in the rest position for receiving the fin in the fin pocket greater than 90 degrees in accordance with the sweep.
  • the advantage is achieved that with an unchanged position of the shaft axis due to the sweep additionally an effective surface for stabilization against anchor at the trailing edge is gained, while eliminating the same area proportion of the front fin edge.
  • the surface area usable for stabilization at anchor becomes larger and thus the stabilization performance is improved. If necessary, the space situation for the connection between the fin and Shaft. At the same time, the conditions for stabilization while driving are maintained.
  • the fins have a sweep at an angle between 10 ° and 30 ° degrees.
  • the fin shaft axis extends in extension to the outer front corner region of the fin.
  • a fin pocket 2 is formed in a ship outer skin 1, which arranged in a region assigned to a pivot column 3 with a pivotable and driven fin shaft 4.
  • the fin shaft 4 with its fin shaft 8 is connected to a fin 5 for roll stabilization.
  • the fin 5 is formed in the form of a quadrilateral, wherein the ship-side short side 6 of the fin 5 in the operating position parallel to the ship's outer skin 1 and the long sides 7 have an angled rearwardly in the direction of travel 9 Pfeil 10.
  • the fin shaft 8 Due to the arrangement of the fin shaft 8 in the range of 10 to 30% of a mean chord length 11 of the fin 5 at central span, a large surface area of the fin 5 usable for stabilization at anchor is created.
  • a pivoting movement of the fin 5 to achieve a rest position in the fin pocket 2 is given by the fact that according to the arrow 10, the pivoting column 3 is pivotable by more than 90 degrees to set a complete or nearly complete recording of the fin 5 in the fin pocket 2.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Rollstabilisierung von Schiffen mit einer Flosse ist vorgesehen, dass die Flosse aus einer Betriebsstellung in eine Ruhestellung in eine zugeordnete Flossentasche innerhalb des Schiffes verschwenkbar ist. Hierbei ist die Flosse als langgestrecktes Viereck ausgebildet, wobei zumindest eine kurze Seite in der Betriebsstellung parallel zur Schiffsaussenhaut angeordnet ist und ihre langen Seiten jeweils eine in Fahrtrichtung nach hinten abgewinkelte Pfeilung aufweisen sowie eine Flossenschaftachse im Bereich von 10 bis 30 % einer mittleren Sehnenlänge der Flosse bei mittiger Spannweite angeordnet ist. Weiterhin ist das Seitenverhältnis für die Stabilisierung vor Anker optimiert und weist vorteilhafterweise einen Wert von ca. 1,7:1 auf. Zusätzlich ist die Schwenkbewegung der Schwenksäule aus der Betriebsstellung in die Ruhestellung entsprechend der Pfeilung größer als 90 Grad zur Aufnahme in der Flossentasche verstellbar.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Rollstabilisierung von Schiffen, bestehend aus einer flossentragenden Welle als Flossenschaft mit einer Antriebsvorrichtung zum Verdrehen einer Flosse in Form eines langgestreckten Vierecks mit kurzen und langen Seiten um die Achse des Flossenschaftes zwecks Änderung des Anstellwinkels der Flosse und aus einer Schwenkvorrichtung für eine Winkelbewegung von Flosse und Flossenschaft um eine im wesentlichen vertikal und rechtwinklig zur Schiffslängsrichtung verlaufenden Schwenkachse zum Aus- und Einschwenken der Flosse in eine Betriebssstellung außerhalb und in eine Ruhestellung in eine zugeordnete Flossenstasche innerhalb des Schiffes, wobei über einen Flossenschaft eine Flossenanstellung erfolgt.
  • Flossenanordnungen dieser Art sind in vielfältigen Ausbildungen mit viereckigen Flossenflächen bekannt, wobei der Großteil der Flossen aufgrund ihres Seitenverhältnisses ausschließlich für den Betrieb unter Fahrt optimiert sind. Bei diesem Flossentyp besteht zur Optimierung der wirksamen Flossenfläche zur Stabilisierung vor Anker bzw. bei Nullgeschwindigkeit der Bedarf, den Flossenschaft, soweit technisch möglich, an die vordere Flossenkante anzuordnen und gleichzeitig eine möglichst große Sehnenlänge auszubilden, um einen großen wirksamen Hebelarm der hinteren Flossenfläche zu erzielen. Dadurch verringert sich das Seitenverhältnis der Flosse gegenüber herkömmlichen Flossenausbildungen für den Betrieb unter Fahrt.
  • Hierbei besteht nun aufgrund des geänderten Seitenverhältnisses der Mangel, dass bei Flossen dieser Ausbildung ein vollständiges Einschwenken in eine Flossentasche nur durch Zusatzmaßnahmen, wie eine Schaftverlängerung bei gleichzeitiger Verschiebung der Schwenksäule in Richtung mittschiffs ermöglicht wird. Hierdurch müssen aber Nachteile, wie größere Lagerkräfte, größere Schaftdurchbiegungen und höherer Materialaufwand aufgrund eines längeren Schaftes in Kauf genommen werden. Diese Nachteile weisen alle bekannten Ausführungen einschwenkbarer Flossen auf, die für eine Stabilisierung bei Nullgeschwindigkeit ausgebildet sind.
  • Nach der DE 29 23 630 ist eine Flosse bekannt, die die Form eines langgestreckten Vierecks aufweist. Hierbei ist eine lange Seite in Fahrtrichtung gepfeilt, die zweite lange Kante ist hingegen in entgegengesetzter Richtung gepfeilt. Diese Formgebung ist mit einem hohen Seitenverhältnis für eine Stabilisierung unter Fahrt optimiert und stellt insbesondere für die Vor-Anker-Stabilisierung, einer Stabilisierung bei Nullgeschwindigkeit, eine Verschlechterung dar, da hierbei die wirksame Fläche hinter der Schaftachse verkleinert und nicht vergrößert wird. Diese Formgebung löst auch nicht das bei Flossen mit einem geringeren Seitenverhältnis und vorgezogener Balancierung auftretende Problem, dass diese nicht mehr vollständig einschwenkbar sind.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer unveränderten Lage der Schwenksäule eine Vergrößerung einer nutzbaren Flossenfläche für eine Stabilisierung vor Anker auf einfache Weise zu schaffen und dabei die Flossenfläche in der Ruhestellung vollständig bzw. nahezu vollständig in der Flossentasche aufzunehmen und die Flosse nach wie vor für eine Stabilisierung auch unter Fahrt nutzen zu können.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass die Flosse mit ihrer der Schiffsaußenseite zugewandten kurzen Seite in der Betriebsstellung etwa parallel zur Schiffsaußenhaut angeordnet ist und die langen Seiten der Flosse eine in Fahrtrichtung nach hinten abgewinkelte Pfeilung aufweisen und eine Flossenschaftachse im Bereich von 10 bis 30 % einer mittleren Sehnenlänge der Flosse bei mittiger Spannweite angeordnet ist, wobei die Schwenkbewegung der Schwenksäule aus der Betriebsstellung in die Ruhestellung zur Aufnahme der Flosse in der Flossentasche entsprechend der Pfeilung größer als 90 Grad bemessen ist.
  • Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass bei unveränderter Lage der Schaftachse aufgrund der Pfeilung zusätzlich eine wirksame Fläche zur Stabilisierung vor Anker an der Hinterkante hinzugewonnen wird, während der gleiche Flächenanteil an der vorderen Flossenkante entfällt. Somit wird bei unveränderter Gesamtfläche der Flosse, der zur Stabilisierung vor Anker nutzbare Flächenanteil größer und somit die Stabilisierungsleistung verbessert. Gegebenenfalls verbessert sich auch die Bauraumsituation für die Verbindung zwischen Flosse und Schaft. Gleichzeitig werden die Verhältnisse für eine Stabilisierung unter Fahrt beibehalten.
  • Eine vorteilhafte Ausbildung wird dadurch geschaffen, dass die Flossen eine Pfeilung im Winkel zwischen 10° und 30° Grad aufweisen.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Flossenschaftachse in Verlängerung zum außenliegenden vorderen Eckbereich der Flosse verläuft.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 und 2
    eine Flosse in Ruhestellung und in Betriebsstellung;
    Fig. 3 bis 5
    weitere Ausführungsformen einer Flosse in Viereckform mit mindestens einer im Winkel abweichenden Außenseite
  • Bei den schematisch dargestellten Anordnungen ist in einer Schiffsaußenhaut 1 eine Flossentasche 2 ausgebildet, die in einem zugeordneten Bereich eine Schwenksäule 3 mit einem verschwenkbar und angetriebenen Flossenschaft 4 angeordnet. Der Flossenschaft 4 mit seiner Flossenschaftachse 8 ist dabei mit einer Flosse 5 zur Rollstabilisierung verbunden.
  • Die Flosse 5 ist dabei in Form eines Vierecks ausgebildet, wobei die schiffsseitige kurze Seite 6 der Flosse 5 in der Betriebsstellung parallel zur Schiffsaußenhaut 1 und die langen Seiten 7 eine in Fahrtrichtung 9 nach hinten abgewinkelte Pfeilung 10 aufweisen.
  • Durch die Anordnung der Flossenschaftachse 8 im Bereich von 10 bis 30 % einer mittleren Sehnenlänge 11 der Flosse 5 bei mittiger Spannweite wird ein großer für die Stabilisierung vor Anker nutzbarer Flächenanteil der Flosse 5 geschaffen. Eine Schwenkbewegung der Flosse 5 zum Erreichen einer Ruhestellung in der Flossentasche 2 ist dadurch gegeben, dass entsprechend der Pfeilung 10 die Schwenksäule 3 um mehr als 90 Grad verschwenkbar ist, um eine vollständige oder nahezu vollständige Aufnahme der Flosse 5 in der Flossentasche 2 einzustellen.
  • In den Fig. 3 bis 5 sind Ausbildungen der Flosse 5 dargestellt, wobei mindestens eine Aussenseite des Vierecks im Winkel abweicht.
  • Hierbei weicht gemäß Fig. 3 eine Hinterkante der langen Seite 7 der Flosse 5 ab, während in Fig. 4 eine Außenkante der kurzen Seite 6 abweicht. In Fig. 5 besitzen dagegen die Außen- und Hinterkante der Flosse 5 eine Abweichung.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zur Rollstabilisierung von Schiffen, bestehend aus einer flossentragenden Welle als Flossenschaft mit einer Antriebsvorrichtung zum Verdrehen einer Flosse in Form eines langgestreckten Vierecks mit kurzen und langen Seiten und einem für die Stabilisierung vor Anker optimierten Seitenverhältnis, wie etwa 1,7:1, um die Achse des Flossenschaftes zwecks Änderung des Anstellwinkels der Flosse und aus einer Schwenkvorrichtung für eine Winkelbewegung von Flosse und Flossenschaft um eine im wesentlichen vertikal und rechtwinklig zur Schiffslängsrichtung verlaufenden Schwenkachse zum Aus- und Einschwenken der Flosse in eine Betriebssstellung ausserhalb und in eine Ruhestellung in einer zugeordneten Flossenstasche innerhalb des Schiffes, wobei über den Flossenschaft eine Flossenanstellung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Flosse (5) mit ihrer der Schiffsaussenseite (1) zugewandten kurzen Seite (6) in der Betriebsstellung etwa parallel zur Schiffsaussenhaut (1) angeordnet ist und die langen Seiten (7) der Flosse (5) eine in Fahrtrichtung (9) nach hinten abgewinkelte Pfeilung (10) aufweisen und eine Flossenschaftachse (8) im Bereich von 10 bis 30 % einer mittleren Sehnenlänge (11) der Flosse (5) bei mittiger Spannweite angeordnet ist, wobei die Schwenkbewegung der Schwenksäule (3) aus der Betriebsstellung in die Ruhestellung entsprechend der Pfeilung (10) größer als 90 Grad zur Aufnahme der Flosse (5) in der Flossentasche (2) bemessen ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flossen (5) eine Pfeilung im Winkel zwischen 10° und 30° Grad aufweisen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flossenschaftachse (8) in Verlängerung zum aussenliegenden vorderen Eckbereich der Flosse verläuft.
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