EP3887246A1 - Ruder für schiffe und doppelpropellerschiff mit zwei rudern - Google Patents

Ruder für schiffe und doppelpropellerschiff mit zwei rudern

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Publication number
EP3887246A1
EP3887246A1 EP19813296.1A EP19813296A EP3887246A1 EP 3887246 A1 EP3887246 A1 EP 3887246A1 EP 19813296 A EP19813296 A EP 19813296A EP 3887246 A1 EP3887246 A1 EP 3887246A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rudder
section
ship
propeller
rudder section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19813296.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henning Kuhlmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Becker Marine Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
Becker Marine Systems GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Becker Marine Systems GmbH and Co KG filed Critical Becker Marine Systems GmbH and Co KG
Publication of EP3887246A1 publication Critical patent/EP3887246A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/38—Rudders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/38—Rudders
    • B63H25/381—Rudders with flaps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/08—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H2025/066—Arrangements of two or more rudders; Steering gear therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/38—Rudders
    • B63H2025/388—Rudders with varying angle of attack over the height of the rudder blade, e.g. twisted rudders

Definitions

  • the present invention relates to a rudder for ships, in particular for Doppelpro pellerschiffe, wherein the rudder is designed to be arranged in the wake of a propeller of a ship, and wherein the rudder comprises an upper rudder section and a lower rudder section. Furthermore, the present invention relates to a double propeller ship comprising a hull, two propellers and two Ru.
  • Oars arranged in the wake of a propeller are used to steer ships. If such a rudder is placed, that is to say deflected or pivoted, a lift force acts on the rudder due to the water flowing around the rudder, which leads to a change in the direction of travel of the ship.
  • the rudders In the case of large and medium-sized ships in particular, the rudders must be particularly large in order to be able to generate the lifting force required to achieve a sufficient steering effect.
  • the flow resistance of large rudders due to the size has an adverse effect on the efficiency and fuel consumption of the ships.
  • double propeller ships which have two propellers. There is usually a first propeller on the port side and a second propeller on the starboard side of the hull.
  • a rudder is arranged in the wake behind each of the two propellers.
  • the ship's hull influences the flow of water in the area of the propellers and rudders arranged on the side of the ship's hull, causing additional turbulence in the currents and in particular in the propeller wake.
  • These swirls also adversely affect the efficiency of the propellers and rudders.
  • a combination of a vertical rudder connected to a rudder shaft with a plurality of auxiliary rudders for a single-propeller ship arranged on both sides of a central plane of the vertical rudder is known.
  • the auxiliary rudders are connected to the vertical rudder by an oar bulb.
  • KR 10-2015-0008568 A discloses a rudder with an upper section and a lower section, the lower section having a forked configuration with auxiliary rudders arranged on both sides of a central plane.
  • a control device for ships is known from EP 3 103 715 A1, two control rudders being arranged on both sides of a propeller of a ship.
  • the helm are each pivotable about an axis running outside the rudder.
  • a rudder system is known in which two rudders are essentially semicircular, and the wake of a per peller flows between the semicircular rudders.
  • a ship rudder is known from US Pat. No. 5,697,315 A, which has an essentially S-shaped rudder blade.
  • the KR 10-2013-0055876 A discloses a double propeller ship, each with a rudder arranged in the afterflow of the propellers, the respective rudder being oriented at an angle ⁇ to a vertical direction.
  • the present invention has for its object to provide a rudder for ships, in particular special for double propeller ships, with which the resistance to flow of the rudder and the turbulence of the wake of a propeller are reduced. Furthermore, the present invention has for its object to provide a double propeller ship with which the aforementioned advantages are achieved.
  • a rudder for ships in particular for double propeller ships, is proposed, the rudder being designed to be arranged in the wake of a propeller of a ship, the rudder comprising an upper rudder section and a lower rudder section, where the lower rudder section is bent or angled to one side of the rudder, and furthermore exactly one lower rudder section is provided.
  • the rudder according to the invention is particularly suitable for medium-sized and large ships, such as tugs, ferries, passenger ships, tankers and container ships.
  • the propeller according to the invention is designed to be arranged in the wake of a ship's propeller.
  • the rudder is not designed or intended to be arranged outside the wake of a propeller. Further in particular, the rudder is not provided or designed for an arrangement essentially to the side of a propeller of a ship.
  • An essential aspect of the rudder according to the invention is that exactly one lower rudder section is provided.
  • the rudder does not have two or more lower rudder sections.
  • the upper rudder section In the state arranged on a ship, in particular on a double propeller ship, in the wake of a propeller, the upper rudder section is arranged vertically above the propeller axis.
  • the lower rudder section is arranged accordingly below the propeller lerachse.
  • An imaginary horizontal plane, which contains the propeller axis, divides the rudder, as it were, in the state arranged on the ship into an upper and a lower half, the upper rudder section corresponding to the upper half and the lower rudder section corresponding to the lower half.
  • the upper half and the lower half or the upper rudder section and the lower rudder section are determined by an imaginary plane through the center of the wake field or wake trousers can be. Deviations from a horizontally running wake field or a horizontally running wake trousers can be caused by the influence of the ship's hull. occur, which force the wake field or wake trousers a vertically upward and / or to the ship axis speed component.
  • the rudder comprises an upper rudder section and a lower rudder section, the lower rudder section being bent or angled to one side of the rudder.
  • the upper rudder section In a state arranged on the ship and a neutral position of the rudder, the upper rudder section is oriented essentially vertically in a rear view of the rudder.
  • the lower rudder section arranged below the upper rudder section is not oriented vertically, but is oriented at an angle to the upper rudder section or the vertical.
  • the lower rudder section is at an angle to an imaginary, straight downward vertical extension of the upper rudder section.
  • a large part of the lower rudder section is arranged to the side of the imaginary extension of the upper rudder section.
  • the lower rudder section can be angled or curved to one side of the rudder. In a curved configuration, the lower rudder section has a continuous or variable curvature to one side of the rudder. In an angled configuration, both the upper and the lower rudder section are essentially straight and the rudder has a kink at the transition between the upper and lower rudder sections.
  • the swirls in the propeller afterflow are reduced in particular when using the rudder according to the invention on a double propeller ship. Since, in a double propeller ship, due to the lateral arrangement of each propeller next to the ship's hull, there is a one-sided influence on the flowing water, in particular on the wake of the propeller, moderate rudder with exactly one lower rudder section bent or angled to one side of the rudder is particularly suitable for reducing the turbulence.
  • the efficiency of the rudder can be increased, so that the rudder can have a lower height than known rudders. It also becomes possible to provide a smaller rudder thickness for the rudder. These measures lead to lower flow resistance and lower manufacturing costs.
  • the upper rudder section and / or the lower rudder section are essentially straight.
  • the upper rudder section and / or the lower rudder section are not curved or S-shaped.
  • the upper rudder section has a receiving space for receiving an oar shaft.
  • the rudder can thus be attached, suspended or stored on a ship via the upper rudder section and a rudder shaft inserted into the upper rudder section and fastened there.
  • the rotation or pivot axis of the rudder particularly preferably runs through the upper rudder section, so that the rotation or pivot axis of the rudder is not outside the rudder.
  • the rudder has no auxiliary rudder or stabilizing rudder and / or that the lower rudder section is not an auxiliary rudder or stabilizing rudder.
  • the lower rudder section is therefore not an auxiliary or stabilizing rudder.
  • the lower rudder section with the exception of its configuration or orientation which is curved or angled with respect to the upper rudder section, is preferably designed like a conventional lower rudder section and essentially has corresponding dimensions.
  • auxiliary rudder and stabilization rudder are designed much smaller and serve less to change the direction of travel of a ship than to stabilize the position of the ship in the water. It can further preferably be provided that the lower rudder section is at an angle to the upper rudder section.
  • the angle between the lower rudder section and the upper rudder section can be determined on both sides of the rudder between the side walls of the rudder arranged on the respective side.
  • the upper rudder section extends in an upper extension plane, the upper extension plane particularly preferably running parallel to an upper leading edge and / or to an upper end ledge of the rudder, and that the lower rudder section extends in a lower extension plane , the lower extension plane particularly preferably running parallel to a lower leading edge and / or to a lower end strip of the rudder, where the lower extension plane is at an angle to the upper extension plane.
  • the rudder preferably has an upper leading edge in the upper rudder section and optionally an upper end bar. Furthermore, the rudder in the lower rudder section has a lower leading edge and optionally a lower end bar. Furthermore, both the upper rudder section and the lower rudder section have side walls.
  • the upper extension plane and the lower extension plane essentially correspond to the respective middle plane of the upper rudder section and the lower rudder section.
  • the upper plane of extension is oriented essentially vertically.
  • the axis of rotation or swivel axis of the rudder that is to say the rudder post, lies in the upper extension level in the state arranged on the ship.
  • the upper leading edge and / or the upper end bar are also in the upper extension plane.
  • the profile of the upper rudder section is ne with a symmetrical upper rudder section symmetrical to the upper extension level.
  • the lower plane of extension in the lower rudder section is to be defined accordingly and runs approximately along a central plane of the lower rudder section, the lower plane of extension of the lower rudder section in the case of a symmetrical lower rudder section, in particular over the entire fleas Cuts symmetrically. If the lower rudder section is continuously curved, the lower extension plane is selected such that it lies tangentially in the area of the tip or the free end of the lower rudder section on the surface formed by the chords in the lower rudder section. The surface formed by the chords in the lower rudder section is formed by connecting the chords from the tip of the lower rudder section to a transition to the upper rudder section.
  • the angle between the upper rudder section and the lower rudder section is therefore preferably the angle at which the lower extension plane is located relative to the upper extension plane.
  • the angle is between 5 ° and 35 °, preferably between 10 ° and 30 °, particularly preferably between 15 ° and 25 °, very particularly preferably 20 °.
  • the preferred angular ranges ensure on the one hand that the turbulence resulting from the influence of the ship's hull on the propeller wake is reduced to a sufficient degree.
  • the vertical component of the lifting force of the lower rudder section is so low in the preferred angular ranges that the stability of the position of the ship in the water is not adversely affected.
  • a transition area is arranged between the upper rudder section and the lower rudder section, the transition area being designed in the form of a partial arc, a partial ring or a wedge.
  • a kink can be formed between the upper rudder section and the lower rudder section.
  • the transition region between the lower rudder section and the upper rudder section is then essentially wedge-shaped in a rear view, the tip of the wedge being directed to the side of the rudder into which the lower rudder section is angled.
  • the upper rudder section may merge into the lower rudder section via a transition section formed in the form of a partial arc or a partial ring into the lower rudder section.
  • the projection of the transition area is then shaped like a section from an arch or from a ring.
  • the transition area can extend to the top or the free-standing end of the lower rudder section and form at least part of the lower rudder section.
  • the transition region which is designed in the shape of a partial arc or a partial ring, has a radius of curvature between 0.1 m and 10.0 m, preferably between 0.5 m and 5.0 m, particularly preferably between 1.0 m and 2.0 m , having.
  • the transition region in the state arranged on the ship lies at the level of the propeller axis, so that the upper rudder section lies above the propeller axis and the lower rudder section lies below the propeller axis.
  • the rudder has a side view from the upper end of the upper rudder section, in particular the rudder root, to the tip of the lower rudder section, a height between 5 m and 10 m, preferably between 6 m and 9 m, particularly preferably between 7 m and 8 m, on.
  • the upper rudder section has a suction side and a pressure side and / or that the lower rudder section has a suction side and a pressure side.
  • the upper rudder section and / or the lower rudder section with a suction side and a pressure side.
  • the ship's hull influences the wake of each propeller in such a way that it has a speed component directed vertically upwards and / or towards the middle of the ship.
  • These speed components lead to an oblique flow towards the rudder, which means that a buoyancy force acts in particular laterally towards the middle of the ship.
  • the suction sides of the upper rudder section and the lower rudder section are particularly preferably arranged on the same side of the rudder.
  • an embodiment is also conceivable in which the suction side of the upper rudder section is arranged opposite to the suction side of the lower rudder section.
  • a first height of the upper rudder section by a factor between 1 and 2, preferably between 1.1 and 1.8, more preferably between 1.2 and 1.5, particularly preferably between 1.3 and 1.4, is greater than a second height of the lower rudder section.
  • the first height of the upper rudder section is measured from the rudder root to the transition area along the side wall or the upper extension plane.
  • the second height of the lower rudder section is measured from the transition region along the side wall or the lower extension plane to the tip or to the free end of the lower rudder section.
  • the upper and / or the lower rudder section are twisted rudder sections.
  • a twisted rudder section is characterized in that the leading edge and / or the end bar of the respective rudder section is laterally offset to port or starboard with respect to the central plane or extension plane of the rudder section.
  • the rudder comprises a rudder bulb, the rudder bulb being preferably arranged at the transition area.
  • the rudder bulb is preferably arranged at the transition area, so that the rudder bulb is arranged at the level of the propeller axis in the state arranged on the ship.
  • the rudder is a fin rudder and comprises a, in particular articulated, fin, the fin preferably being arranged only on the upper rudder section.
  • this fin encompasses the rudder end bar. It is particularly advantageous to see a fin only at the upper rudder section.
  • the fact that a fin is provided only at the upper rudder section means that the area of the rudder fin is reduced compared to known rudder fins. A reduced area of the rudder fin leads to a less aggressive increase in the driving force when the rudder fin swivels, i.e. to a flatter characteristic curve for the relationship between buoyancy force and swiveling angle, which results in a quieter control behavior.
  • Another solution to the problem underlying the invention is to provide a double propeller ship comprising a ship's hull, two propellers and two previously described rudders, a first rudder being arranged in the wake of a first propeller and a second rudder being arranged in the wake of a second propeller .
  • a first propeller is preferably located on the starboard side and a first rudder is arranged in the wake of the first propeller on the starboard side and a second propeller is located on the port side of the ship's hull and a second rudder is arranged in the wake of the second propeller.
  • the rudder described above causes a particularly favorable reduction in the turbulence in the wake of the respective propeller on the double propeller ship.
  • first rudder is mirror-symmetrical to the second rudder. It can be provided with further advantage that the lower rudder sections of the first rudder and the second rudder are bent or angled toward the ship's hull.
  • the lower rudder sections of the first rudder and the second rudder are thus bent or angled towards the ship's hull and thus follow the line of the ship's hull in a flinter view of the ship's stern. Since the ship's hull influences the wake of the respective propeller and leads to additional turbulence, this turbulence can be reduced particularly advantageously by this configuration.
  • the upper rudder sections of the two rudders each have a suction side and a pressure side, the suction sides being arranged on the side of the rudder facing away from the ship's hull.
  • the double propeller ship is designed to steer to starboard, preferably only to place a rudder on the port side, and to steer to port, preferably only to place a rudder on the starboard side.
  • a still further solution to the problem on which the invention is based is to use a previously described rudder on a ship, in particular on a double propeller ship.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rudder with an angled lower rudder section
  • FIG. 2 is a side view of a rudder section with an angled lower rudder
  • 3 is a rear view of a rudder section with an angled lower rudder
  • 4 is a bottom view of an oar with an angled lower rudder section
  • Fig. 5 is a rear view of another rudder with a curved lower
  • Fig. 6 is a rear view of a double propeller ship with two oars.
  • Fig. 1 is a perspective view of a rudder 100 with an upper Rudderab section 10 and a lower rudder section 11.
  • the lower rudder section 11 is angled to one side 12 of the rudder 100.
  • the rudder 100 has exactly one upper rudder section 10 and exactly one lower rudder section 11, where no further rudder section is arranged in particular below the upper rudder section 10 in addition to the single unte ren rudder section 11.
  • At the rear end 13 of the upper rudder section 10 there is a fin 14 which is pivotably articulated with respect to the upper rudder section 10.
  • a sliding pivot piston linkage 16 is attached to the upper end 15 of the fin 14, in which a sliding pivoting piston (not shown) and connected to a ship's hull can be arranged.
  • the upper rudder section 10 includes an upper leading edge 17.
  • An upper end bar 18 of the upper rudder section 10 is part of the fin 14.
  • the lower rudder section 11 has a lower leading edge 19 and a lower end bar 20. Between the leading edges 17, 19 and the end strips 18, 20 extend at the obe ren rudder section 10 and at the lower rudder section 11 side walls 21.
  • a receiving space 40 is provided for receiving an oar shaft.
  • FIG. 2 shows the rudder 100 of FIG. 1 in a side view from the direction of the side 12, into which the lower rudder section 11 is angled. It can be clearly seen that the articulated fin 14 is pivotally connected only to the upper rudder section 10.
  • FIG. 3 is a rear view of the rudder 100 of FIGS. 1 and 2. Between the upper rudder section 10 and the lower rudder section 11, a transition area 22 is provided, which is approximately wedge-shaped. Above and below the transition area 22, the upper rudder section 10 and the lower rudder section 11 are arranged, the wedge-shaped configuration of the transition area 22 causing the lower rudder section 11 to one side 12, which device in the embodiment of FIGS. 1 to 3 Starboard side 23 is angled.
  • the rudder 100 also has a kink 24 between the upper rudder section 10 and the lower rudder section 11.
  • the upper rudder section 10 extends in an upper extension plane 25, which corresponds approximately to the central plane 26 of the upper rudder section 10.
  • the lower rudder section 11 extends logically in a lower extension plane 27, which corresponds approximately to the central plane 28 of the lower rudder section 11.
  • the upper extension plane 25 and the lower extension plane 27 are at an angle 29 of approximately 20 ° to one another.
  • a first height 37 of the upper rudder section 10 and a second height 38 of the lower rudder section 11 can also be determined along the extension planes 25 and 27, the first height 37 being greater by a factor of between 1.2 and 1.5 than that second height 38.
  • the total height 39 of the rudder 100 is approximately 7 m.
  • FIG. 4 shows a view of the rudder 100 from below.
  • the lower rudder section 11 has an asymmetrical profile 30 with a suction side 31 and a pressure side 32.
  • the pressure side 32 is arranged on the side 12 of the lower rudder section 11, into which the lower rudder section 11 is bent or angled.
  • the upper rudder section 10 also has a suction side 33 and a pressure side 34 (FIG. 3). 3, the pressure sides 32, 34 of the lower rudder section 11 and the upper rudder section 10 lie on the same side 12 of the rudder 100.
  • FIG. 5 shows a rear view of a further embodiment of a rudder 100 with an upper rudder section 10 and a lower rudder section 11.
  • the rudder 100 of FIG. 5 is essentially identical to the rudder 100 of FIGS. 1 to 4, but differs in a differently designed transition area 35.
  • the transition area 35 of the rudder 100 is of approximately partial ring or partial arc shape with a radius of curvature 36 relative to the transition area 22 of FIGS. 1 to 4 between 0.5 m and 5 m. Due to the partial ring or partial arch-shaped transition area, the lower rudder section is bent towards one side 12 of the rudder 100 and the upper extension plane 25 and the lower extension plane 27 are at an angle 29 to one another.
  • FIG. 6 shows a rear view of a double propeller ship 200.
  • the double propeller ship 200 has a first propeller 211 and a second propeller 212 on both sides of a ship's hull 210.
  • a first rudder 100a according to FIGS. 1 to 4 is arranged in the wake downstream of the first propeller 211.
  • a second rudder 100b according to FIGS. 1 to 4 is arranged in the wake behind the second propeller 212.
  • the first rudder 100a and the second rudder 100b are mirror images of one another.
  • the lower rudder section 11a of the first rudder 100a is angled in the direction of the hull 210.
  • the lower rudder section 11b of the second rudder 100b is also angled in the direction of the hull 210.
  • the upper rudder section 10a and the lower rudder section 11a of the first rudder 100a have suction sides 31, 33 which are arranged on the side of the rudder 100a facing away from the hull 210.
  • the second rudder 100b in the upper rudder section 10b and in the lower rudder section 11b each has a suction side 31, 33 which are arranged on the side facing away from the ship's hull 213.
  • the rudders 100a, 100b in the upper rudder sections 10a, 10b and in the lower rudder sections 11a, 11b have pressure sides 32, 34 which are each arranged on the side of the rudder 100a, 100b facing the hull 210.

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Abstract

Um ein Ruder für Schiffe, insbesondere für Doppelpropellerschiffe, bereitzustellen, mit welchem der Strömungswiderstand des Ruders und die Verwirbelungen des Nach‐ stroms eines Propellers verringert werden, wird ein Ruder (100, 100a, 100b) für Schif‐ fe, insbesondere für Doppelpropellerschiffe (200), vorgeschlagen, wobei das Ruder (100, 100a, 100b) ausgebildet ist, im Nachstrom eines Propellers (211, 212) eines Schiffes angeordnet zu werden, wobei das Ruder (100, 100a, 100b) einen oberen Ru‐ derabschnitt (10, 10a, 10b) und einen unteren Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) umfasst, wobei der untere Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) zu einer Seite (12) des Ruders gebo‐ gen oder abgewinkelt ist, und wobei genau ein unterer Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) vorgesehen ist.

Description

Ruder für Schiffe und Doppelpropellerschiff mit zwei Rudern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ruder für Schiffe, insbesondere für Doppelpro pellerschiffe, wobei das Ruder ausgebildet ist, im Nachstrom eines Propellers eines Schiffes angeordnet zu werden, und wobei das Ruder einen oberen Ruderabschnitt und einen unteren Ruderabschnitt umfasst. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Doppelpropellerschiff umfassend einen Schiffsrumpf, zwei Propeller und zwei Ru der.
Technologischer Hintergrund
Zum Steuern von Schiffen werden im Nachstrom eines Propellers angeordnete Ruder genutzt. Wird ein solches Ruder gelegt, das heißt ausgelenkt oder verschwenkt, so wirkt aufgrund des das Ruder umströmenden Wassers auf das Ruder eine Auftriebs kraft, welche zu einer Fahrtrichtungsänderung des Schiffes führt.
Insbesondere bei großen und mittelgroßen Schiffen müssen die Ruder besonders groß sein, um die zur Erzielung einer ausreichenden Lenkwirkung benötigte Auftriebskraft erzeugen zu können. Der durch die Größe bedingte Strömungswiderstand großer Ru der wirkt sich jedoch nachteilig auf die Effizienz und den Brennstoffverbrauch der Schiffe aus.
Ferner sind Doppelpropellerschiffe bekannt, welche zwei Propeller aufweisen. In der Regel befinden sich ein erster Propeller auf der Backbordseite und ein zweiter Propel ler auf der Steuerbordseite des Schiffsrumpfes. Im Nachstrom hinter den beiden Pro pellern ist jeweils ein Ruder angeordnet. Der Schiffsrumpf beeinflusst die Strömung des Wassers im Bereich der seitlich am Schiffrumpf angeordneten Propeller und Ru der, wodurch zusätzliche Verwirbelungen der Strömungen und insbesondere der Pro- pellernachströme auftreten. Diese Verwirbelungen wirken sich ebenfalls nachteilig auf die Effizienz der Propeller und der Ruder aus. Es besteht daher im Stand der Technik der Bedarf nach einem Ruder, insbesondere für Doppelpropellerschiffe, mit welchem der Strömungswiderstand und die Verwirbelun gen im Propellernachstrom verringert werden.
Aus der WO 2010/116799 Al ist eine Kombination eines mit einem Ruderschaft ver bundenen vertikalen Ruders mit mehreren beidseitig einer Mittelebene des vertikalen Ruders angeordneten Hilfsrudern für ein Einpropellerschiff bekannt. Die Hilfsruder sind über eine Ruderbirne mit dem vertikalen Ruder verbunden.
Die KR 10-2015-0008568 A offenbart ein Ruder mit einem oberen Abschnitt und ei nem unteren Abschnitt, wobei der untere Abschnitt eine gegabelte Ausgestaltung mit beidseitig einer Mittelebene angeordneten Hilfsrudern aufweist.
Aus der EP 3 103 715 Al ist eine Steuervorrichtung für Schiffe bekannt, wobei zwei Steuerruder beidseitig eines Propellers eines Schiffes angeordnet sind. Die Steuerru der sind jeweils um eine außerhalb des Ruders verlaufende Achse verschwenkbar.
Aus der FR 1 106 851 A ist eine Ruderanlage bekannt, bei der zwei Steuerruder im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet sind, und wobei der Nachstrom eines Pro pellers zwischen den halbkreisförmig ausgebildeten Rudern hindurchströmt.
Aus der US 5,697,315 A ist ein Schiffsruder bekannt, welches ein im Wesentlichen s- förmiges Ruderblatt aufweist.
Die KR 10-2013-0055876 A offenbart ein Doppelpropellerschiff mit je einem im Nach strom der Propeller angeordneten Ruder, wobei das jeweilige Ruder unter einem Winkel a zu einer Vertikalrichtung ausgerichtet ist.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ruder für Schiffe, insbe sondere für Doppelpropellerschiffe, bereitzustellen, mit welchem der Strömungswi derstand des Ruders und die Verwirbelungen des Nachstroms eines Propellers verrin gert werden. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Doppelpropeller schiff bereitzustellen, mit dem die vorgenannten Vorteile erzielt werden.
Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Ruder für Schiffe, insbesondere für Doppelpropellerschiffe, vorgeschlagen, wobei das Ruder ausgebildet ist, im Nachstrom eines Propellers eines Schiffes angeordnet zu werden, wobei das Ruder einen oberen Ruderabschnitt und einen unteren Ruderabschnitt umfasst, wo bei der untere Ruderabschnitt zu einer Seite des Ruders gebogen oder abgewinkelt ist, und wobei ferner genau ein unterer Ruderabschnitt vorgesehen ist.
Das erfindungsgemäße Ruder ist insbesondere für mittelgroße und große Schiffe, wie Schlepper, Fähren, Passagierschiffe, Tanker und Containerschiffe, geeignet.
Der erfindungsgemäße Propeller ist ausgebildet, im Nachstrom eines Propellers eines Schiffes angeordnet zu werden. Insbesondere ist das Ruder nicht dazu ausgebildet oder vorgesehen, außerhalb des Nachstroms eines Propellers angeordnet zu werden. Weiter insbesondere ist das Ruder nicht für eine Anordnung im Wesentlichen seitlich eines Propellers eines Schiffes vorgesehen oder ausgebildet.
Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Ruders der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass genau ein unterer Ruderabschnitt vorgesehen ist. Insbesondere weist das Ruder keine zwei oder mehr untere Ruderabschnitte auf. Im an einem Schiff, insbesondere an einem Doppelpropellerschiff, im Nachstrom eines Propellers angeordneten Zustand ist der obere Ruderabschnitt vertikal oberhalb der Propeller achse angeordnet. Der untere Ruderabschnitt ist entsprechend unterhalb der Propel lerachse angeordnet. Eine gedachte horizontale Ebene, welche die Propellerachse enthält, teilt gewissermaßen das Ruder im am Schiff angeordneten Zustand in eine obere und eine untere Hälfte, wobei der obere Ruderabschnitt der oberen Hälfte ent spricht und der untere Ruderabschnitt der unteren Hälfte entspricht. Es ist zu beach ten, dass im Falle eines nicht horizontal verlaufenden Nachstromfelds bzw. einer nicht horizontal verlaufenden Nachstromhose die obere Hälfte und die untere Hälfte bzw. der obere Ruderabschnitt und der untere Ruderabschnitt durch eine gedachte Ebene durch das Zentrum des Nachstromfelds oder der Nachstromhose bestimmt werden kann. Abweichungen von einem horizontal verlaufenden Nachstromfeld bzw. einer horizontal verlaufenden Nachstromhose können durch Einflüsse des Schiffrumpfs auf- treten, welche dem Nachstromfeld oder der Nachstromhose eine vertikal nach oben und/oder zur Schiffsachse gerichtete Geschwindigkeitskomponente aufzwingen.
Durch das Vorsehen genau eines unteren Ruderabschnitts wird die vom Wasser, ins besondere vom Nachstrom, angeströmte Fläche des Ruders verringert, sodass gegen über aus dem Stand der Technik bekannten Rudern mit mehreren Hilfs- oder Stabili sierungsrudern der Strömungswiderstand verringert wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Ruder einen oberen Ruderabschnitt und einen unteren Ruderabschnitt umfasst, wobei der untere Ruderabschnitt zu einer Sei te des Ruders gebogen oder abgewinkelt ist.
In einem am Schiff angeordneten Zustand und einer Neutralstellung des Ruders ist der obere Ruderabschnitt in einer Hinteransicht des Ruders im Wesentlichen vertikal aus gerichtet. Der unterhalb des oberen Ruderabschnittes angeordnete untere Ruderab schnitt ist hingegen nicht vertikal ausgerichtet, sondern ist in einem Winkel zu dem oberen Ruderabschnitt beziehungsweise der Vertikalen ausgerichtet. Mit anderen Worten steht der untere Ruderabschnitt in einem Winkel zu einer gedachten, in verti kaler Richtung nach unten geradlinigen Verlängerung des oberen Ruderabschnitts. Insbesondere ist ein Großteil des unteren Ruderabschnitts seitlich der gedachten Ver längerung des oberen Ruderabschnitts angeordnet.
Der untere Ruderabschnitt kann zu einer Seite des Ruders abgewinkelt oder gebogen ausgebildet sein. In einer gebogenen Ausgestaltung weist der untere Ruderabschnitt eine kontinuierliche oder variable Krümmung zu einer Seite des Ruders auf. Bei einer abgewinkelten Ausgestaltung sind sowohl der obere als auch der untere Ruderab schnitt im Wesentlichen gerade ausgebildet und das Ruder weist am Übergang zwi schen oberem und unterem Ruderabschnitt einen Knick auf.
Aufgrund des zu einer Seite des Ruders gebogenen oder abgewinkelten unteren Ru derabschnitts werden insbesondere bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Ru ders an einem Doppelpropellerschiff die Verwirbelungen im Propellernachstrom ver ringert. Da bei einem Doppelpropellerschiff aufgrund der seitlichen Anordnung jedes Propellers neben dem Schiffsrumpf eine einseitige Beeinflussung des strömenden Wassers, insbesondere des Nachstroms des Propellers, auftritt, ist das erfindungsge- mäße Ruder mit genau einem zu einer Seite des Ruders gebogenen oder abgewinkel ten unteren Ruderabschnitt besonders geeignet, die Verwirbelungen zu verringern.
Zudem kann durch die Verringerung der Verwirbelungen im strömenden Wasser, ins besondere im Propellernachstrom, die Effizienz des Ruders gesteigert werden, sodass das Ruder im Vergleich zu bekannten Rudern eine geringere Höhe aufweisen kann. Ferner wird es möglich, eine geringere Ruderdicke des Ruders vorzusehen. Diese Maßnahmen führen zu einem geringeren Strömungswiderstand und zu verringerten Herstellungskosten.
Bevorzugt sind der obere Ruderabschnitt und/oder der untere Ruderabschnitt im We sentlichen gerade ausgebildet. Insbesondere sind der obere Ruderabschnitt und/oder der untere Ruderabschnitt nicht gekrümmt oder s-förmig ausgebildet.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der obere Ruderabschnitt einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Ruderschafts aufweist.
Das Ruder kann somit über den oberen Ruderabschnitt und einen in den oberen Ru derabschnitt eingeführten und dort befestigten Ruderschaft an einem Schiff befestigt, aufgehängt oder gelagert werden. Insbesondere bevorzugt verläuft die Dreh- oder Schwenkachse des Ruders durch den oberen Ruderabschnitt, sodass die Dreh- oder Schwenkachse des Ruders nicht außerhalb des Ruders liegt.
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Ruder keine Hilfsruder oder Sta bilisierungsruder aufweist, und/oder dass der untere Ruderabschnitt kein Hilfsruder oder Stabilisierungsruder ist.
Der untere Ruderabschnitt ist somit kein Hilfs- oder Stabilisierungsruder. Insbesonde re ist der untere Ruderabschnitt mit Ausnahme seiner bezüglich des oberen Ruderab schnitts gebogenen oder abgewinkelten Ausbildung oder Ausrichtung bevorzugt wie ein herkömmlicher unterer Ruderabschnitt ausgebildet und weist im Wesentlichen dementsprechende Abmessungen auf. Demgegenüber sind Hilfsruder und Stabilisie rungsruder wesentlich kleiner ausgebildet und dienen weniger der Änderung der Fahrtrichtung eines Schiffes als der Stabilisierung der Lage des Schiffs im Wasser. Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der untere Ruderabschnitt in einem Winkel zu dem oberen Ruderabschnitt steht.
Der Winkel zwischen dem unteren Ruderabschnitt und dem oberen Ruderabschnitt kann zu beiden Seiten des Ruders zwischen den auf der jeweiligen Seite angeordneten Seitenwänden des Ruders bestimmt werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der obere Ruderabschnitt sich in einer oberen Erstre ckungsebene erstreckt, wobei die obere Erstreckungsebene besonders bevorzugt pa rallel zu einer oberen Anströmkante und/oder zu einer oberen Endleiste des Ruders verläuft, und dass der untere Ruderabschnitt sich in einer unteren Erstreckungsebene erstreckt, wobei die untere Erstreckungsebene besonders bevorzugt parallel zu einer unteren Anströmkante und/oder zu einer unteren Endleiste des Ruders verläuft, wo bei die untere Erstreckungsebene in dem Winkel zu der oberen Erstreckungsebene steht.
Bevorzugt weist das Ruder im oberen Ruderabschnitt eine obere Anströmkante und gegebenenfalls eine obere Endleiste auf. Ferner weist das Ruder im unteren Ruderab schnitt eine untere Anströmkante und gegebenenfalls eine untere Endleiste auf. Fer ner weisen sowohl der obere Ruderabschnitt als auch der untere Ruderabschnitt Sei tenwände auf.
Die obere Erstreckungsebene und die untere Erstreckungsebene entsprechen im We sentlichen der jeweiligen Mittelebene des oberen Ruderabschnitts und des unteren Ruderabschnitts. Im am Schiff angeordneten Zustand ist die obere Erstreckungsebene im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet. Ferner liegt in der oberen Erstreckungsebe ne im am Schiff angeordnetem Zustand die Drehachse beziehungsweise Schwenkach se des Ruders, das heißt der Ruderschaft. Bei einem symmetrischen oberen Ruderab schnitt liegen ferner auch die obere Anströmkante und/oder die obere Endleiste in der oberen Erstreckungsebene. Das Profil des oberen Ruderabschnitts ist bei einem symmetrischen oberen Ruderabschnitt symmetrisch zu der oberen Erstreckungsebe ne. Die untere Erstreckungsebene im unteren Ruderabschnitt ist entsprechend zu de finieren und verläuft in etwa entlang einer Mittelebene des unteren Ruderabschnitts, wobei im Falle eines symmetrischen unteren Ruderabschnittes die untere Erstre ckungsebene das Profil, insbesondere über die gesamte Flöhe, des unteren Ruderab- Schnitts symmetrisch teilt. Falls der untere Ruderabschnitt kontinuierlich gebogen ausgebildet ist, so wird die untere Erstreckungsebene derart gewählt, dass diese im Bereich der Spitze, bzw. des freien Endes des unteren Ruderabschnittes tangential an der durch die Profilsehnen gebildeten Fläche im unteren Ruderabschnitt anliegt. Die von den Profilsehnen gebildete Fläche im unteren Ruderabschnitt wird gebildet, in dem die Profilsehnen von der Spitze des unteren Ruderabschnittes bis zum Übergang zu dem oberen Ruderabschnitt zu einer Fläche verbunden werden.
Bevorzugt ist somit der Winkel zwischen dem oberen Ruderabschnitt und dem unte ren Ruderabschnitt jener Winkel, unter dem die untere Erstreckungsebene zu der oberen Erstreckungsebene steht.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Winkel zwischen 5° und 35°, bevorzugt zwi schen 10° und 30°, insbesondere bevorzugt zwischen 15° und 25°, ganz besonders bevorzugt 20°, beträgt.
Durch die bevorzugten Winkelbereiche wird, insbesondere bei einem Doppelpropel lerschiff, zum einen sichergestellt, dass die von dem Einfluss des Schiffrumpfes auf den Propellernachstrom herrührenden Verwirbelungen in einem ausreichenden Maße verringert werden. Zum anderen ist die vertikale Komponente der Auftriebskraft des unteren Ruderabschnitts bei den bevorzugten Winkelbereichen derart gering, dass die Stabilität der Lage des Schiffes im Wasser nicht nachteilig beeinflusst wird.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass zwischen dem oberen Ruderabschnitt und dem unteren Ruderabschnitt ein Übergangsbereich angeordnet ist, wobei der Übergangs bereich teilbogenförmig, teilringförmig oder keilförmig ausgebildet ist.
In einer ersten Ausführungsform mit einem zu einer Seite des Ruders abgewinkelten unteren Ruderabschnitt kann zwischen dem oberen Ruderabschnitt und dem unteren Ruderabschnitt gewissermaßen ein Knick ausgebildet sein. Der Übergangsbereich zwi schen dem unteren Ruderabschnitt und dem oberen Ruderabschnitt ist dann in einer Hinteransicht im Wesentlichen keilförmig ausgebildet, wobei die Spitze des Keils zu der Seite des Ruders gerichtet ist, in die der untere Ruderabschnitt abgewinkelt ist. Durch Vorsehen eines in etwa keilförmigen Übergangsbereiches können der obere Ruderabschnitt und der untere Ruderabschnitt im Wesentlichen mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden.
Darüber hinaus ist es jedoch auch möglich, dass der obere Ruderabschnitt in den un teren Ruderabschnitt über einen teilbogenförmig beziehungsweise teilringförmig aus gebildeten Übergangsbereich in den unteren Ruderabschnitt übergeht. In einer Hin teransicht auf ein an einem Schiff angeordnetes Ruder in der Neutrallage ist die Pro jektion des Übergangsbereichs dann wie ein Ausschnitt aus einem Bogen oder aus einem Ring geformt. Im Fall eines mit einer konstanten oder nicht konstanten Krüm mung ausgebildeten unteren Ruderabschnittes kann der Übergangsbereich bis an die Spitze bzw. das freistehende Ende des unteren Ruderabschnittes reichen und zumin dest einen Teil des unteren Ruderabschnittes ausbilden.
Ferner bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der teilbogenförmig oder teilringförmig ausgebildete Übergangsbereich einen Krümmungsradius zwischen 0,1 m und 10,0 m, bevorzugt zwischen 0,5 m und 5,0 m, insbesondere bevorzugt zwischen 1,0 m und 2,0 m, aufweist.
Mit Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Übergangsbereich im am Schiff angeordne ten Zustand auf Höhe der Propellerachse liegt, sodass der obere Ruderabschnitt ober halb der Propellerachse und der untere Ruderabschnitt unterhalb der Propellerachse liegt.
Mit besonderem Vorteil weist das Ruder in einer Seitenansicht von dem oberen Ende des oberen Ruderabschnitts, insbesondere der Ruderwurzel, zu der Spitze des unteren Ruderabschnitts eine Höhe zwischen 5 m und 10 m, bevorzugt zwischen 6 m und 9 m, insbesondere bevorzugt zwischen 7 m und 8 m, auf.
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der obere Ruderabschnitt eine Saug seite und eine Druckseite aufweist und/oder dass der untere Ruderabschnitt eine Saugseite und eine Druckseite aufweist.
Insbesondere bei Anordnung des Ruders an einem Doppelpropellerschiff ist eine Aus gestaltung des oberen Ruderabschnitts und/oder des unteren Ruderabschnitts mit einer Saugseite und einer Druckseite vorteilhaft. Bei einem Doppelpropellerschiff be- einflusst der Schiffsrumpf den Nachstrom jedes Propellers derart, dass dieser eine vertikal nach oben und/oder zur Schiffsmittelebene hin gerichtete Geschwindigkeits komponente aufweist. Diese Geschwindigkeitskomponenten führen zu einer schrägen Anströmung des Ruders, wodurch eine insbesondere seitlich in Richtung der Schiffs mittelebene gerichtete Auftriebskraft wirkt. Durch Ausgestaltung des oberen Ruder abschnitts und/oder des unteren Ruderabschnitts mit einer Saug- und einer Drucksei te kann dieser ständigen, seitlich wirkenden Auftriebskraft entgegengewirkt werden.
Besonders bevorzugt sind die Saugseiten des oberen Ruderabschnitts und des unteren Ruderabschnitts auf der gleichen Seite des Ruders angeordnet. Jedoch ist auch eine Ausgestaltung denkbar, bei der die Saugseite des oberen Ruderabschnitts gegenüber liegend zu der Saugseite des unteren Ruderabschnitts angeordnet ist.
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass eine erste Höhe des oberen Ruder abschnitts um einen Faktor zwischen 1 und 2, bevorzugt zwischen 1,1 und 1,8, weiter bevorzugt zwischen 1,2 und 1,5, insbesondere bevorzugt zwischen 1,3 und 1,4, größer als eine zweite Höhe des unteren Ruderabschnitts ist.
Die erste Höhe des oberen Ruderabschnitts wird dabei von der Ruderwurzel bis zum Übergangsbereich entlang der Seitenwand oder der oberen Erstreckungsebene ge messen. Die zweite Höhe des unteren Ruderabschnitts wird von dem Übergangsbe reich entlang der Seitenwand oder der unteren Erstreckungsebene bis zur Spitze bzw. zum freien Ende des unteren Ruderabschnitts gemessen.
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der obere und/oder der untere Ru derabschnitt twistierte Ruderabschnitte sind.
Ein twistierter Ruderabschnitt zeichnet sich dadurch aus, dass die Anströmkante und/oder die Endleiste des jeweiligen Ruderabschnittes bezüglich der Mittelebene oder Erstreckungsebene des Ruderabschnittes seitlich nach Backbord oder Steuerbord versetzt ist.
Durch das Vorsehen twistierter Ruderabschnitte kann ein Auftreten von Kavitation und ein Ablösen der Strömung von dem jeweiligen Ruderabschnitt verringert oder verhindert werden. Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Ruder eine Ruderbirne umfasst, wobei die Ruderbirne bevorzugt am Übergangsbereich angeordnet ist.
Bevorzugt ist die Ruderbirne am Übergangsbereich angeordnet, sodass die Ruderbirne im am Schiff angeordneten Zustand auf Höhe der Propellerachse angeordnet ist.
Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Ruder ein Flossenruder ist und eine, insbesondere angelenkte, Flosse umfasst, wobei die Flosse bevorzugt nur am oberen Ruderabschnitt angeordnet ist.
Wenn eine angelenkte Flosse vorgesehen ist, so umfasst diese Flosse die Endleiste des Ruders. Mit besonderem Vorteil ist nur am oberen Ruderabschnitt eine Flosse vorge sehen. Dadurch, dass nur am oberen Ruderabschnitt eine Flosse vorgesehen ist, wird die Fläche der Ruderflosse gegenüber bekannten Ruderflossen verringert. Eine verrin gerte Fläche der Ruderflosse führt zu einem weniger aggressiven Anstieg der Auf triebskraft bei einem Verschwenken der Ruderflosse, also zu einer flacheren Kennlinie für den Zusammenhang von Auftriebskraft und Verschwenkwinkel, wodurch ein ruhi geres Steuerverhalten erzielt wird.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe liegt in der Bereit stellung eines Doppelpropellerschiffes umfassend einen Schiffsrumpf, zwei Propeller und zwei vorbeschriebene Ruder, wobei ein erstes Ruder im Nachstrom eines ersten Propellers angeordnet ist, und wobei ein zweites Ruder im Nachstrom eines zweiten Propellers angeordnet ist.
Bevorzugt befindet sich ein erster Propeller auf der Steuerbordseite und ein erstes Ruder ist im Nachstrom des ersten Propellers auf der Steuerbordseite angeordnet und ein zweiter Propeller befindet sich auf der Backbordseite des Schiffsrumpfes und in dem Nachstrom des zweiten Propellers ist ein zweites Ruder angeordnet.
Das vorbeschriebene Ruder bewirkt am Doppelpropellerschiff eine besonders günsti ge Reduktion der Verwirbelungen im Nachstrom des jeweiligen Propellers.
Mit Vorteil kann vorgesehen sein, dass das erste Ruder spiegelsymmetrisch zu dem zweiten Ruder ausgebildet ist. Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die unteren Ruderabschnitte des ersten Ruders und des zweiten Ruders zum Schiffsrumpf hin gebogen oder abgewin kelt sind.
Die unteren Ruderabschnitte des ersten Ruders und des zweiten Ruders sind somit zum Schiffsrumpf hin gebogen oder abgewinkelt und folgen damit in einer Flinteran- sicht auf das Schiffsheck in etwa der Linie des Schiffsrumpfes. Da der Schiffsrumpf den Nachstrom des jeweiligen Propellers beeinflusst und zu zusätzlichen Verwirbelungen führt, können diese Verwirbelungen durch diese Ausgestaltung besonders vorteilhaft reduziert werden.
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die oberen Ruderabschnitte der zwei Ruder jeweils eine Saugseite und eine Druckseite aufweisen, wobei die Saugseiten auf der dem Schiffrumpf abgewandten Seite der Ruder angeordnet sind.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Doppelpropellerschiff ausgebildet ist, zum Steuern nach Steuerbord, bevorzugt nur, ein backbordseitiges Ruder zu legen und zum Steuern nach Backbord, bevorzugt nur, ein steuerbordseitiges Ruder zu legen.
Eine noch weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Verwendung eines vorbeschriebenen Ruders an einem Schiff, insbesondere an einem Doppelpropellerschiff.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ruders mit einem abgewinkelten unteren Ruderabschnitt,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Ruders mit einem abgewinkelten unteren Ruder abschnitt,
Fig. 3 eine Hinteransicht eines Ruders mit einem abgewinkelten unteren Ruder abschnitt, Fig. 4 eine Ansicht von unten auf ein Ruder mit einem abgewinkelten unteren Ruderabschnitt,
Fig. 5 eine Hinteransicht eines weiteren Ruders mit einem gebogenen unteren
Ruderabschnitt, und
Fig. 6 eine Hinteransicht auf ein Doppelpropellerschiff mit zwei Rudern.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Ruders 100 mit einem oberen Ruderab schnitt 10 und einem unteren Ruderabschnitt 11. Der untere Ruderabschnitt 11 ist zu einer Seite 12 des Ruders 100 abgewinkelt ausgebildet. Das Ruder 100 weist genau einen oberen Ruderabschnitt 10 und genau einen unteren Ruderabschnitt 11 auf, wo bei insbesondere unterhalb des oberen Ruderabschnitts 10 neben dem einzigen unte ren Ruderabschnitt 11 kein weiterer Ruderabschnitt angeordnet ist. Am hinteren Ende 13 des oberen Ruderabschnittes 10 ist eine gegenüber dem oberen Ruderabschnitt 10 schwenkbar angelenkte Flosse 14 angeordnet. Für eine Verschwenkung der angelenk ten Flosse 14 ist am oberen Ende 15 der Flosse 14 eine Gleitschwenkkolbenanlenkung 16 befestigt, in welcher ein nicht dargestellter und mit einem Schiffrumpf verbun- denener Gleitschwenkkolben anordbar ist.
Der obere Ruderabschnitt 10 umfasst eine obere Anströmkante 17. Eine obere End leiste 18 des oberen Ruderabschnitts 10 ist Teil der Flosse 14. Der untere Ruderab schnitt 11 weist eine untere Anströmkante 19 und eine untere Endleiste 20 auf. Zwi schen den Anströmkanten 17, 19 und den Endleisten 18, 20 erstrecken sich am obe ren Ruderabschnitt 10 und am unteren Ruderabschnitt 11 Seitenwände 21. Im Bereich der größten Profildicke ist im oberen Ruderabschnitt 10 ein Aufnahmeraum 40 zur Aufnahme eines Ruderschafts vorgesehen.
Fig. 2 zeigt das Ruder 100 der Fig. 1 in einer seitlichen Ansicht aus Richtung der Seite 12, in die der untere Ruderabschnitt 11 abgewinkelt ist. Deutlich erkennbar ist, dass die angelenkte Flosse 14 nur mit dem oberen Ruderabschnitt 10 verschwenkbar ver bunden ist. Fig. 3 ist eine Hinteransicht auf das Ruder 100 der Fig. 1 und 2. Zwischen dem oberen Ruderabschnitt 10 und dem unteren Ruderabschnitt 11 ist ein Übergangsbereich 22 vorgesehen, welcher in etwa keilförmig ausgebildet ist. Oberhalb und unterhalb des Übergangsbereichs 22 sind der obere Ruderabschnitt 10 und der untere Ruderab schnitt 11 angeordnet, wobei die keilförmige Ausgestaltung des Übergangsbereichs 22 bewirkt, dass der untere Ruderabschnitt 11 zu einer Seite 12, welche in der Ausgestal tung der Fig. 1 bis 3 die Steuerbordseite 23 ist, abgewinkelt ist. Durch die keilförmige Ausgestaltung des Übergangsabschnitts 22 weist das Ruder 100 zudem zwischen dem oberen Ruderabschnitts 10 und dem unteren Ruderabschnitts 11 einen Knick 24 auf. Der obere Ruderabschnitt 10 erstreckt sich in einer oberen Erstreckungsebene 25, welche in etwa der Mittelebene 26 des oberen Ruderabschnittes 10 entspricht. Ana log erstreckt sich der untere Ruderabschnitt 11 in einer unteren Erstreckungsebene 27, welche in etwa der Mittelebene 28 des unteren Ruderabschnitts 11 entspricht. Die obere Erstreckungsebene 25 und die untere Erstreckungsebene 27 stehen in einem Winkel 29 von circa 20° zueinander. Entlang der Erstreckungsebenen 25 und 27 kön nen auch eine erste Höhe 37 des oberen Ruderabschnitts 10 und eine zweite Höhe 38 des unteren Ruderabschnitts 11 bestimmt werden, wobei die erste Höhe 37 um einen Faktor zwischen 1,2 und 1,5 größer ist, als die zweite Höhe 38. Die Gesamthöhe 39 des Ruders 100 beträgt ca. 7 m.
Fig. 4 zeigt eine Ansicht von unten auf das Ruder 100. Der untere Ruderabschnitt 11 weist ein unsymmetrisches Profil 30 mit einer Saugseite 31 und einer Druckseite 32 auf. Die Druckseite 32 ist dabei auf der Seite 12 des unteren Ruderabschnitts 11 an geordnet, in die der untere Ruderabschnitt 11 gebogen oder abgewinkelt ist. Zudem weist auch der obere Ruderabschnitt 10 je eine Saugseite 33 und eine Druckseite 34 auf (Fig. 3). Dabei liegen wie in Fig. 3 gezeigt die Druckseiten 32, 34 des unteren Ru derabschnitts 11 und des oberen Ruderabschnitts 10 auf der gleichen Seite 12 des Ruders 100.
Fig. 5 zeigt eine Hinteransicht einer weiteren Ausgestaltung eines Ruders 100 mit ei nem oberen Ruderabschnitt 10 und einem unteren Ruderabschnitt 11. Das Ruder 100 der Fig. 5 ist im Wesentlichen identisch mit dem Ruder 100 der Fig. 1 bis 4, unter scheidet sich jedoch in einem anders ausgestalteten Übergangsbereich 35. Der Über gangsbereich 35 des Ruders 100 ist gegenüber dem Übergangsbereich 22 der Fig. 1 bis 4 in etwa teilring- oder teilbogenförmig ausgebildet mit einem Krümmungsradius 36 zwischen 0,5 m und 5 m. Durch den teilring- oder teilbogenförmigen Übergangsbe reich ist der untere Ruderabschnitt zu einer Seite 12 des Ruders 100 hin gebogen aus gebildet und die obere Erstreckungsebene 25 und die untere Erstreckungsebene 27 stehen in einem Winkel 29 zueinander.
Fig. 6 zeigt eine Hinteransicht eines Doppelpropellerschiffes 200. Das Doppelpropel lerschiff 200 weist beidseitig eines Schiffsrumpfs 210 einen ersten Propeller 211 und einen zweiten Propeller 212 auf. Im Nachstrom hinter dem ersten Propeller 211 ist ein erstes Ruder 100a gemäß den Fig. 1 bis 4 angeordnet. Im Nachstrom hinter dem zwei ten Propeller 212 ist ein zweites Ruder 100b gemäß den Fig. 1 bis 4 angeordnet. Das erste Ruder 100a und das zweite Ruder 100b sind spiegelbildlich zueinander ausgebil det. Der untere Ruderabschnitt 11a des ersten Ruders 100a ist in Richtung des Schiffrumpfes 210 hin abgewinkelt ausgebildet. Der untere Ruderabschnitt 11b des zweiten Ruders 100b ist ebenfalls in Richtung des Schiffsrumpfs 210 hin abgewinkelt ausgebildet. Der obere Ruderabschnitt 10a und der untere Ruderabschnitt 11a des ersten Ruders 100a weisen Saugseiten 31, 33 auf, welche auf der dem Schiffsrumpf 210 abgewandten Seite des Ruders 100a angeordnet sind. Entsprechend weist auch das zweite Ruder 100b im oberen Ruderabschnitt 10b und im unteren Ruderabschnitt 11b jeweils eine Saugseite 31, 33 auf, welche auf der dem Schiffsrumpf 213 abge wandten Seite angeordnet sind. Zusätzlich weisen die Ruder 100a, 100b in den oberen Ruderabschnitten 10a, 10b und in den unteren Ruderabschnitten 11a, 11b Drucksei ten 32, 34 auf, welche jeweils auf der dem Schiffsrumpf 210 zugewandten Seite des Ruders 100a, 100b angeordnet sind.
Liste der Bezugszeichen
100 Ruder
100a Erstes Ruder
100b Zweites Ruder
10 Oberer Ruderabschnitt
10a Oberer Ruderabschnitt
10b Oberer Ruderabschnitt
11 Unterer Ruderabschnitt
11a Unterer Ruderabschnitt
11b Unterer Ruderabschnitt
12 Seite
13 Hinteres Ende
14 Flosse
15 Oberes Ende
16 Gleitschwenkkolbenanlenkung
17 Obere Anströmkante
18 Obere Endleiste
19 Untere Anströmkante
20 Untere Endleiste
21 Seitenwand
22 Übergangsbereich
23 Steuerbordseite
24 Knick
25 Obere Erstreckungsebene
26 Mittelebene
27 Untere Erstreckungsebene
28 Mittelebene
29 Winkel
30 Profil
31 Saugseite
32 Druckseite Saugseite
Druckseite
Übergangsbereich
Krümmungsradius
Erste Höhe
Zweite Höhe
Gesamthöhe
Aufnahmeraum
Doppelpropellerschiff Schiffsrumpf
Erster Propeller Zweiter Propeller

Claims

Ansprüche
1. Ruder (100, 100a, 100b) für Schiffe, insbesondere für Doppelpropellerschiffe (200), wobei das Ruder (100, 100a, 100b) ausgebildet ist, im Nachstrom eines Propellers (211, 212) eines Schiffes angeordnet zu werden, wobei das Ruder (100, 100a, 100b) einen oberen Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) und einen unte ren Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) umfasst, wobei der untere Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) zu einer Seite (12) des Ruders gebogen oder abgewinkelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein unterer Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) vorgesehen ist.
2. Ruder (100, 100a, 100b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) einen Aufnahmeraum (40) zur Aufnahme eines Ruderschafts aufweist.
3. Ruder (100, 100a, 100b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ruder (100, 100a, 100b) keine Hilfsruder oder Stabilisierungsruder auf weist, und/oder dass der untere Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) kein Hilfsruder oder Stabilisierungsruder ist.
4. Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) in einem Winkel (29) zu dem oberen Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) steht.
5. Ruder (100, 100a, 100b) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) sich in einer oberen Erstreckungsebene (25) erstreckt, wobei die obere Erstreckungsebene (25) bevorzugt parallel zu einer oberen Anströmkante (17) und/oder zu einer oberen Endleiste (18) des Ruders verläuft, und dass der untere Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) sich in einer unteren Erstreckungsebene (27) erstreckt, wobei die untere Erstreckungsebene (27) bevorzugt parallel zu einer unteren Anströmkante (19) und/oder zu einer unteren Endleiste (20) des Ruders verläuft, wobei die untere Erstreckungsebe ne (27) in dem Winkel (29) zu der oberen Erstreckungsebene (25) steht.
6. Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der Winkel (29) zwischen 5° und 35°, bevorzugt zwischen 10° und 30°, insbesondere bevorzugt zwischen 15° und 25°, ganz besonders bevor zugt 20°, beträgt.
7. Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oberen Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) und dem unteren Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) ein Übergangsbereich (22, 35) an geordnet ist, wobei der Übergangsbereich (22, 35) teilbogenförmig, teilring förmig oder keilförmig ausgebildet ist.
8. Ruder (100, 100a, 100b) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der teilbogenförmig oder teilringförmig ausgebildete Übergangsbereich (22, 35) ei nen Krümmungsradius (36) zwischen 0,1 m und 10,0 m, bevorzugt zwischen 0,5 m und 5,0 m, insbesondere bevorzugt zwischen 1,0 m und 2,0 m, aufweist.
9. Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) eine Saugseite (33) und eine Druckseite (34) aufweist und/oder dass der untere Ruderab schnitt (11, 11a, 11b) eine Saugseite (31) und eine Druckseite (32) aufweist.
10. Ruder (100, 100a, 100b) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite (31) des unteren Ruderabschnitts (11, 11a, 11b) und die Saugseite (33) des oberen Ruderabschnitts (10, 10a, 10b) auf der gleichen Seite des Ru ders oder auf gegenüberliegenden Seiten des Ruders angeordnet sind.
11. Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Höhe (37) des oberen Ruderabschnitts (10, 10a, 10b) um einen Faktor zwischen 1 und 2, bevorzugt zwischen 1,1 und 1,8, weiter bevorzugt zwischen 1,2 und 1,5, insbesondere bevorzugt zwischen 1,3 und 1,4, größer ist als eine zweite Höhe (38) des unteren Ruderabschnitts (11, 11a, 11b).
12. Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) und/oder der untere Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) twistierte Ruderabschnitte sind.
13. Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ruder (100, 100a, 100b) eine Ruderbirne umfasst, wobei die Ruderbirne bevorzugt am Übergangsbereich (22, 35) angeordnet ist.
14. Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ruder (100, 100a, 100b) ein Flossenruder ist und ei ne, insbesondere angelenkte, Flosse (14) umfasst, wobei die Flosse (14) bevor zugt nur am oberen Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) angeordnet ist.
15. Doppelpropellerschiff (200) umfassend einen Schiffsrumpf (210), zwei Propeller (211, 212) und zwei Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ruder (100a) im Nachstrom eines ersten Propellers (211) angeordnet ist, und dass ein zweites Ruder (100b) im Nachstrom eines zweiten Propellers (212) angeordnet ist.
16. Doppelpropellerschiff (200) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ruder (100a) spiegelsymmetrisch zu dem zweiten Ruder (100b) aus gebildet ist.
17. Doppelpropellerschiff (200) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeich net, dass die unteren Ruderabschnitte (11, 11a, 11b) des ersten Ruders (100a) und des zweiten Ruders (100b) zum Schiffsrumpf (210) hin gebogen oder ab gewinkelt sind.
18. Doppelpropellerschiff (200) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch ge kennzeichnet, dass die oberen Ruderabschnitte (10, 10a, 10b) der zwei Ruder (100, 100a, 100b) jeweils eine Saugseite (33) und eine Druckseite (34) aufwei sen, wobei die Saugseiten (33) auf der dem Schiffsrumpf (210) abgewandten Seite der Ruder (100, 100a, 100b) angeordnet sind.
19. Doppelpropellerschiff (200) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch ge kennzeichnet, dass das Doppelpropellerschiff (200) ausgebildet ist, zum Steu ern nach Steuerbord, bevorzugt nur, ein backbordseitiges Ruder (100, 100a, 100b) zu legen und zum Steuern nach Backbord, bevorzugt nur, ein steuer bordseitiges Ruder (100, 100a, 100b) zu legen.
20. Verwendung eines Ruders nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einem Schiff, insbesondere in einem Doppelpropellerschiff.
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