EP3887246B1 - Ruder für schiffe und doppelpropellerschiff mit zwei rudern - Google Patents

Ruder für schiffe und doppelpropellerschiff mit zwei rudern

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EP3887246B1
EP3887246B1 EP19813296.1A EP19813296A EP3887246B1 EP 3887246 B1 EP3887246 B1 EP 3887246B1 EP 19813296 A EP19813296 A EP 19813296A EP 3887246 B1 EP3887246 B1 EP 3887246B1
Authority
EP
European Patent Office
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rudder
propeller
section
ship
twin
Prior art date
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Active
Application number
EP19813296.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3887246A1 (de
Inventor
Henning Kuhlmann
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Becker Marine Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
Becker Marine Systems GmbH and Co KG
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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
Application granted granted Critical
Publication of EP3887246B1 publication Critical patent/EP3887246B1/de
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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
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    • 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
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    • 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 twin-propeller ships, wherein the rudder is configured to be arranged in the wake of a propeller of a twin-propeller ship, and wherein the rudder comprises an upper rudder section and a lower rudder section.
  • the present invention further relates to a twin-propeller ship comprising a hull, two propellers, and two rudders.
  • Rudders positioned in the wake of a propeller are used to steer ships. When such a rudder is deployed, that is, deflected or pivoted, the water flowing around it creates a buoyant force that causes the ship to change direction.
  • the rudders Especially on large and medium-sized ships, the rudders must be particularly large to generate the lift required for sufficient steering. However, the drag caused by the size of large rudders negatively impacts the efficiency and fuel consumption of the ships.
  • twin-propeller ships which have two propellers.
  • the first propeller is located on the port side and the second on the starboard side of the hull.
  • a rudder is positioned in the wake behind each propeller.
  • the hull influences the water flow in the area of the propellers and rudders, which are mounted laterally on the hull, causing additional turbulence in the currents, particularly in the propeller wakes. This turbulence also negatively impacts the efficiency of the propellers and rudders.
  • a combination of a vertical rudder connected to a rudder shaft and several auxiliary rudders arranged on both sides of a central plane of the vertical rudder is known for a single-propeller vessel.
  • the auxiliary rudders are connected to the vertical rudder via a rudder bulb.
  • the KR 10-2015-0008568 A discloses a rudder with an upper section and a lower section, wherein the lower section has a forked design with auxiliary rudders arranged on both sides of a central plane.
  • a steering device for ships wherein two rudders are arranged on either side of a ship's propeller. Each rudder is pivotable about an axis extending outside the rudder.
  • a rudder system is known in which two steering rudders are essentially semicircular in shape, and in which the wake of a propeller flows between the semicircularly shaped rudders.
  • a ship's rudder which has an essentially s-shaped rudder blade.
  • the KR 10-2013-0055876 A Disclosing a twin-propeller ship with a rudder arranged in the wake of each propeller, the respective rudder being aligned at an angle ⁇ to a vertical direction.
  • a twin-propeller ship is known with a pair of rudder bodies rotatably mounted on a hull via corresponding pivot shafts.
  • the upper sections of the rudders are arranged so that they run vertically.
  • the lower sections of the rudders are inclined towards the outside of the hull.
  • the EP 2 163 472 A1 Disclosing a propulsion and steering device for a ship, the arrangement comprising a screw propeller and a rudder located behind the propeller.
  • a fairing at the rear end of the propeller and a pear-shaped body attached to a rudder blade form a streamlined body that is continuous except for a narrow gap between the fairing and the pear-shaped body.
  • the present invention is based on the objective of providing a rudder for twin-propeller ships with which the flow resistance of the rudder and the turbulence of the wake of a propeller are reduced.
  • the present invention is based on the objective of providing a twin-propeller ship with which the aforementioned advantages can be achieved.
  • a rudder for twin-propeller ships wherein the rudder is designed to be arranged in the wake of a propeller of a twin-propeller ship, wherein the rudder comprises an upper rudder section and a lower rudder section, wherein the lower rudder section is bent or angled to one side of the rudder, wherein exactly one lower rudder section is provided, wherein a transition area is provided between the upper rudder section and the lower rudder section, wherein the transition area is partially arc-shaped, partially annular, or wedge-shaped, wherein the transition area, in the state of the rudder arranged on the twin-propeller ship, lies at the level of the propeller axis, such that the upper rudder section lies above the propeller axis and the lower rudder section lies below the propeller axis, and wherein the upper rudder section has a suction side and a pressure side and/or wherein the lower rudder section has a su
  • the rudder according to the invention is particularly suitable for medium-sized and large ships, such as tugboats, ferries, passenger ships, tankers and container ships.
  • the propeller according to the invention is designed to be arranged in the wake of a propeller of a twin-propeller ship.
  • the rudder is not designed or intended to be arranged outside the wake of a propeller.
  • the rudder is not designed or intended for an arrangement substantially to the side of a ship's propeller.
  • a key aspect of the rudder according to the present 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 When installed on a twin-propeller vessel in the wake of one propeller, the upper rudder section is arranged vertically above the propeller axis.
  • the lower rudder section is arranged accordingly below the propeller axis.
  • An imaginary horizontal plane containing the propeller axis effectively divides the rudder, when installed on a twin-propeller vessel, into an upper and a lower half, with the upper rudder section corresponding to the upper half and the lower rudder section corresponding to the lower half.
  • the upper and lower halves, or the upper and lower rudder sections can be defined by an imaginary plane through the center of the wake field or wake skew. Deviations from a horizontally oriented wake field or wake hose can occur due to influences of the ship's hull, which impose a velocity component directed vertically upwards and/or towards the ship's axis on the wake field or wake hose.
  • the surface area of the rudder exposed to the water, especially the following current, is reduced, thus reducing the flow resistance compared to rudders known from the prior art with several auxiliary or stabilizing rudders.
  • the rudder comprises an upper rudder section and a lower rudder section, wherein the lower rudder section is bent or angled to one side of the rudder.
  • the upper rudder section In a configuration on a twin-propeller ship with the rudder in a neutral position, the upper rudder section is essentially vertically oriented when viewed from behind.
  • the lower rudder section located below the upper section, is not vertically oriented, but rather at an angle to the upper section and the vertical.
  • the lower rudder section is at an angle to an imaginary, straight downward extension of the upper rudder section.
  • a large portion of the lower rudder section is positioned laterally to this imaginary extension of the upper rudder section.
  • the lower rudder section can be angled or curved to one side of the rudder.
  • the lower rudder section has a continuous or variable curvature to one side of the rudder.
  • both the upper and lower rudder sections are essentially straight, and the rudder has a kink at the transition between the upper and lower sections.
  • the turbulence in the propeller wake is reduced, particularly when the rudder according to the invention is used on a twin-propeller vessel. Since, on a twin-propeller vessel, the lateral arrangement of each propeller next to the hull results in a one-sided influence on the flowing water, especially the propeller wake, the rudder according to the invention, with exactly one lower rudder section bent or angled to one side, is particularly suitable for reducing turbulence.
  • 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 a rudder shaft.
  • the rudder can thus be attached, suspended, or mounted on a twin-propeller vessel via the upper rudder section and a rudder shaft inserted into and secured to the upper rudder section.
  • the axis of rotation or pivot of the rudder runs through the upper rudder section, so that the axis of rotation or pivot of the rudder is not located outside the rudder.
  • rudder may not have any auxiliary or stabilizing rudders, and/or that the lower rudder section is not an auxiliary or stabilizing rudder.
  • the lower rudder section is therefore not an auxiliary or stabilizing rudder.
  • the lower rudder section is preferably designed like a conventional lower rudder section and has essentially corresponding dimensions.
  • auxiliary and stabilizing rudders are significantly smaller and serve less to change the course of a ship than to stabilize the ship's position in the water.
  • the lower rudder section be 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 located on the respective side.
  • the upper rudder section extends in an upper extension plane, wherein the upper extension plane is particularly preferably parallel to an upper leading edge and/or to an upper trailing edge of the rudder, and the lower rudder section extends in a lower extension plane, wherein the lower extension plane is particularly preferably parallel to a lower leading edge and/or to a lower trailing edge of the rudder, wherein the lower extension plane is at an angle to the upper extension plane.
  • the rudder has an upper leading edge and, optionally, an upper trailing edge in its upper section. Furthermore, the rudder has a lower leading edge and, optionally, a lower trailing edge in its lower section. Both the upper and lower rudder sections also have sidewalls.
  • the upper and lower planes of extension essentially correspond to the respective median planes of the upper and lower rudder sections.
  • the upper plane of extension When installed on a twin-propeller vessel, the upper plane of extension is essentially vertical.
  • the rudder's axis of rotation i.e., the rudder shaft, lies in the upper plane of extension when installed on a twin-propeller vessel.
  • the upper leading edge and/or the upper trailing edge also lie in the upper plane of extension.
  • the profile of the upper rudder section is symmetrical to the upper plane of extension.
  • the lower plane of extension in the lower rudder section is defined accordingly and runs approximately along a median plane of the lower rudder section.
  • the lower plane of extension symmetrically divides the profile of the lower rudder section, particularly over its entire height. If the lower rudder section is continuously curved, the lower plane of extension is chosen such that it lies tangentially to the surface formed by the airfoil chords in the lower rudder section in the region of the tip or free end of the lower rudder section. The surface formed by the airfoil chords in the lower The rudder section is formed by connecting the profile chords from the tip of the lower rudder section to the transition to the upper rudder section to form a single surface.
  • the preferred angle between the upper rudder section and the lower rudder section is that angle at which the lower extension plane is to the upper extension plane.
  • the angle is between 5° and 35°, preferably between 10° and 30°, particularly preferably between 15° and 25°, most preferably 20°.
  • the preferred rudder angle ranges ensure, particularly in the case of a twin-propeller vessel, that the turbulence caused by the influence of the hull on the propeller wake is sufficiently reduced. Furthermore, the vertical component of the lift force of the lower rudder section is so low in these preferred rudder angle ranges that the stability of the vessel in the water is not adversely affected.
  • a transition area is provided between the upper rudder section and the lower rudder section, wherein the transition area is partially arc-shaped, partially ring-shaped or wedge-shaped.
  • a kink can be formed between the upper and lower rudder sections.
  • the transition area between the lower and upper rudder sections is then essentially wedge-shaped in a rear view, with the apex of the wedge pointing towards the side of the rudder towards which the lower rudder section is angled.
  • the upper and lower rudder sections can be manufactured essentially using methods known from the prior art.
  • the upper rudder section can transition into the lower rudder section via a partially arc-shaped or partially ring-shaped transition area.
  • the projection of the transition area then resembles a section of an arc or a ring.
  • the transition area can extend to the tip or the free end of the lower rudder section and form at least a portion of it.
  • the transition area which is partially arc-shaped or partially ring-shaped, has a radius of curvature between 0.1 m and 10.0 m, preferably between 0.5 m and 5.0 m, and particularly preferably between 1.0 m and 2.0 m.
  • the transition area lies in the state of the rudder on the twin-propeller ship at the level of the propeller axis, so that the upper rudder section is above the propeller axis and the lower rudder section is below the propeller axis.
  • the rudder has a height of between 5 m and 10 m, preferably between 6 m and 9 m, and especially preferably between 7 m and 8 m, in 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.
  • the upper rudder section has a suction side and a pressure side and/or the lower rudder section has a suction side and a pressure side.
  • a design of the upper rudder section and/or the lower rudder section with a suction side and a pressure side is advantageous.
  • the hull influences the wake of each propeller in such a way that it exhibits a velocity component directed vertically upwards and/or towards the ship's center plane.
  • These velocity components result in an oblique
  • the flow of water over the rudder creates a lift force, directed particularly laterally towards the ship's center plane. This constant, laterally acting lift force can be counteracted by designing the upper and/or lower rudder section with a suction and a pressure side.
  • suction surfaces of the upper and lower rudder sections are arranged on the same side of the rudder.
  • suction surface of the upper rudder section is arranged opposite the suction surface of the lower rudder section.
  • a first height of the upper rudder section is greater than a second height of the lower rudder section by a factor between 1 and 2, preferably between 1.1 and 1.8, more preferably between 1.2 and 1.5, and particularly preferably between 1.3 and 1.4.
  • the first height of the upper rudder section is measured from the rudder root to the transition area along the sidewall or the upper extension plane.
  • the second height of the lower rudder section is measured from the transition area along the sidewall or the lower extension plane to the tip or free end of the lower rudder section.
  • a further advantage is that the upper and/or the lower rudder section can be twisted rudder sections.
  • a twisted rudder section is characterized by the fact that the leading edge and/or the trailing edge of the respective rudder section is offset laterally to port or starboard with respect to the median plane or extension plane of the rudder section.
  • the rudder includes a rudder bulb, the rudder bulb being preferably located at the transition area.
  • the rudder bulb is arranged at the transition area, so that in the state arranged on the twin-propeller ship, the rudder bulb is located at the level of the propeller axis.
  • the rudder is a fin rudder and includes a fin, in particular a hinged fin, the fin preferably being arranged only on the upper part of the rudder.
  • this fin encompasses the trailing edge of the rudder. It is particularly advantageous to have a fin only on the upper section of the rudder. By having a fin only on the upper section, the surface area of the rudder fin is reduced compared to conventional rudder fins. A reduced surface area of the rudder fin results in a less aggressive increase in lift force when the rudder fin is deflected, thus creating a flatter characteristic curve for the relationship between lift force and deflection angle, resulting in smoother steering behavior.
  • a twin-propeller ship comprising a ship hull, two propellers and two rudders as described above, wherein a first rudder is arranged in the wake of a first propeller, and wherein a second rudder is arranged in the wake of a second propeller.
  • a first propeller is located on the starboard side and a first rudder is arranged in the wake of the first propeller on the starboard side
  • 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 results in a particularly favorable reduction of turbulence in the wake of each propeller on a twin-propeller ship.
  • first rudder can be mirror-symmetrical to the second rudder.
  • a further advantage is that the lower rudder sections of the first rudder and the second rudder can be curved or angled towards the ship's hull.
  • the lower sections of the first and second rudders are thus curved or angled towards the hull, and therefore, when viewed from the stern, roughly follow the line of the hull. Since the hull influences the wake of the respective propeller and causes additional turbulence, this design can particularly effectively reduce that turbulence.
  • a further advantage is that the upper rudder sections of the two rudders each have a suction side and a pressure side, with the suction sides being located on the side of the rudder facing away from the ship's hull.
  • twin-propeller ship is designed to steer to starboard, preferably only, by placing a rudder on the port side, and to steer to port, preferably only, by placing a rudder on the starboard side.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rudder 100 with an upper rudder section 10 and a lower rudder section 11.
  • the lower rudder section 11 is angled towards one side 12 of the rudder 100.
  • the rudder 100 has exactly one upper rudder section 10 and exactly one lower rudder section 11, with no further rudder section being arranged below the upper rudder section 10 besides the single lower rudder section 11.
  • a fin 14, pivotally attached to the upper rudder section 10, is arranged at the rear end 13 of the upper rudder section 10.
  • a sliding pivot piston linkage 16 is attached to the upper end 15 of the fin 14 for pivoting the articulated fin 14.
  • a sliding pivot piston (not shown), connected to a ship's hull, can be arranged in this linkage.
  • the upper rudder section 10 includes an upper leading edge 17.
  • An upper trailing edge 18 of the upper rudder section 10 forms part of the fin 14.
  • the lower rudder section 11 has a lower leading edge 19 and a lower trailing edge 20.
  • Sidewalls 21 extend between the leading edges 17, 19 and the trailing edges 18, 20 on both the upper rudder section 10 and the lower rudder section 11.
  • a recess 40 for receiving a rudder shaft is provided in the upper rudder section 10.
  • Fig. 2 The rudder shows 100 of the Fig. 1 in a side view from the direction of side 12, into which the lower rudder section 11 is angled. It is clearly visible that The articulated fin 14 is only pivotably connected to the upper rudder section 10.
  • Fig. 3 is a rear view of the rudder 100 of the Figs. 1 and 2
  • a transition area 22, approximately wedge-shaped, is provided between the upper rudder section 10 and the lower rudder section 11.
  • the upper rudder section 10 and the lower rudder section 11 are arranged above and below the transition area 22, respectively.
  • the wedge shape of the transition area 22 causes the lower rudder section 11 to open to one side 12, which in the design of the Figs. 1 to 3
  • the starboard side 23 is angled. Due to the wedge-shaped design of the transition section 22, 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 plane 25, which corresponds approximately to the median plane 26 of the upper rudder section 10.
  • the lower rudder section 11 extends in a lower plane 27, which corresponds approximately to the median plane 28 of the lower rudder section 11.
  • the upper plane 25 and the lower plane 27 are at an angle 29 of approximately 20° to each other.
  • 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, the first height 37 being greater than the second height 38 by a factor of between 1.2 and 1.5.
  • the total height 39 of the rudder 100 is approximately 7 m.
  • FIG. 4 Figure 1 shows a view from below of the rudder 100.
  • 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 located 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 This is similar to what is described in... Fig. 3 shown are the printed sides 32, 34 of the lower rudder section 11 and the upper rudder section 10 on the same side 12 of the rudder 100.
  • FIG. 5 Figure 1 shows a rear view of another embodiment of a rudder 100 with an upper rudder section 10 and a lower rudder section 11.
  • the rudder 100 the Fig. 5 is essentially identical to the Rudder 100 of the Figs. 1 to 4 , however, it differs in a differently designed transition area 35.
  • the transition area 35 of the rudder 100 is different from the transition area 22 of the Figs. 1 to 4 formed approximately in a semi-ring or semi-arc shape with a radius of curvature 36 between 0.5 m and 5 m. Due to the semi-ring or semi-arc-shaped transition area, the lower rudder section is curved 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 each other.
  • FIG. 6 Figure 1 shows a rear view of a twin-propeller vessel 200.
  • the twin-propeller vessel 200 has a first propeller 211 and a second propeller 212 on both sides of a hull 210.
  • a first rudder 100a is located in the wake behind the first propeller 211, according to the... Figs. 1 to 4 arranged.
  • a second rudder 100b is arranged according to the Figs. 1 to 4
  • the first rudder 100a and the second rudder 100b are arranged as mirror images of each other.
  • the lower rudder section 11a of the first rudder 100a is angled towards the hull 210.
  • the lower rudder section 11b of the second rudder 100b is also angled towards 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 located on the side of the rudder 100a facing away from the hull 210.
  • the second rudder 100b has suction sides 31, 33 in both the upper rudder section 10b and the lower rudder section 11b, which are located on the side facing away from the hull 210.
  • the rudders 100a, 100b have pressure sides 32, 34 in the upper rudder sections 10a, 10b and in the lower rudder sections 11a, 11b, which are each located on the side of the rudder 100a, 100b facing the ship's hull 210.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ruder für Doppelpropellerschiffe, wobei das Ruder ausgebildet ist, im Nachstrom eines Propellers eines Doppelpropellerschiffes 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 Ruder.
    • 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 Auftriebskraft, 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 Ruder 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 Propeller auf der Steuerbordseite des Schiffsrumpfes. Im Nachstrom hinter den beiden Propellern ist jeweils ein Ruder angeordnet. Der Schiffsrumpf beeinflusst die Strömung des Wassers im Bereich der seitlich am Schiffrumpf angeordneten Propeller und Ruder, wodurch zusätzliche Verwirbelungen der Strömungen und insbesondere der Propellernachströme 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 Verwirbelungen im Propellernachstrom verringert werden.
  • Aus der WO 2010/116799 A1 ist eine Kombination eines mit einem Ruderschaft verbundenen 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 einem unteren Abschnitt, wobei der untere Abschnitt eine gegabelte Ausgestaltung mit beidseitig einer Mittelebene angeordneten Hilfsrudern aufweist.
  • Aus der EP 3 103 715 A1 ist eine Steuervorrichtung für Schiffe bekannt, wobei zwei Steuerruder beidseitig eines Propellers eines Schiffes angeordnet sind. Die Steuerruder 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 Propellers 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 Nachstrom der Propeller angeordneten Ruder, wobei das jeweilige Ruder unter einem Winkel α zu einer Vertikalrichtung ausgerichtet ist.
  • Aus der JP 2016-107715 A ist ein Doppelpropellerschiff mit einem Paar von Ruderkörpern bekannt, die über entsprechende Drehwellen drehbar an einem Rumpf gelagert sind. Die oberen Abschnitte der Ruder sind so angeordnet, dass diese vertikal verlaufen. Die unteren Abschnitte der Ruder sind zur Außenseite des Rumpfs hin geneigt.
  • Die EP 2 163 472 A1 offenbart eine Antriebs- und Steuerungseinrichtung für ein Schiff, wobei die Anordnung einen Schraubenpropeller und ein Ruder, das hinter dem Propeller angeordnet ist, aufweist. Eine Verkleidung am hinteren Ende des Propellers und ein birnenförmiger, an einem Ruderblatt des Ruders angeordneter Körper bilden einen stromlinienförmigen Körper aus, der bis auf einen schmalen Spalt zwischen der Verkleidung und dem birnenförmigen Körper durchgehend ausgebildet ist.
    • Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ruder für Doppelpropellerschiffe bereitzustellen, mit welchem der Strömungswiderstand des Ruders und die Verwirbelungen des Nachstroms eines Propellers verringert werden.
  • Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Doppelpropellerschiff bereitzustellen, mit dem die vorgenannten Vorteile erzielt werden.
  • Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Ruder für Doppelpropellerschiffe vorgeschlagen, wobei das Ruder ausgebildet ist, im Nachstrom eines Propellers eines Doppelpropellerschiffes angeordnet zu werden, wobei das Ruder einen oberen Ruderabschnitt und einen unteren Ruderabschnitt umfasst, wobei der untere Ruderabschnitt zu einer Seite des Ruders gebogen oder abgewinkelt ist, wobei ferner genau ein unterer Ruderabschnitt vorgesehen ist, wobei zwischen dem oberen Ruderabschnitt und dem unteren Ruderabschnitt ein Übergangsbereich vorgesehen ist, wobei der Übergangsbereich teilbogenförmig, teilringförmig oder keilförmig ausgebildet ist, wobei der Übergangsbereich im am Doppelpropellerschiff angeordneten Zustand des Ruders auf Höhe der Propellerachse liegt, sodass der obere Ruderabschnitt oberhalb der Propellerachse und der untere Ruderabschnitt unterhalb der Propellerachse liegt, und wobei der obere Ruderabschnitt eine Saugseite und eine Druckseite aufweist und/oder wobei der untere Ruderabschnitt eine Saugseite und eine Druckseite aufweist, sodass im am Doppelpropellerschiff angeordneten Zustand des Ruders einer durch eine Beeinflussung des Nachstroms durch einen Schiffsrumpf des Doppelpropellerschiffs hervorgerufenen, seitlich in Richtung einer Schiffsmittelebene wirkenden Auftriebskraft entgegengewirkt wird.
  • 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 Doppelpropellerschiffes 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 Doppelpropellerschiff im Nachstrom eines Propellers angeordneten Zustand ist der obere Ruderabschnitt vertikal oberhalb der Propellerachse angeordnet. Der untere Ruderabschnitt ist entsprechend unterhalb der Propellerachse angeordnet. Eine gedachte horizontale Ebene, welche die Propellerachse enthält, teilt gewissermaßen das Ruder im am Doppelpropellerschiff angeordneten Zustand in eine obere und eine untere Hälfte, wobei der obere Ruderabschnitt der oberen Hälfte entspricht und der untere Ruderabschnitt der unteren Hälfte entspricht. Es ist zu beachten, 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 auftreten, 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, insbesondere vom Nachstrom, angeströmte Fläche des Ruders verringert, sodass gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Rudern mit mehreren Hilfs- oder Stabilisierungsrudern der Strömungswiderstand verringert wird.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Ruder einen oberen Ruderabschnitt und einen unteren Ruderabschnitt umfasst, wobei der untere Ruderabschnitt zu einer Seite des Ruders gebogen oder abgewinkelt ist.
  • In einem am Doppelpropellerschiff angeordneten Zustand und einer Neutralstellung des Ruders ist der obere Ruderabschnitt in einer Hinteransicht des Ruders im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. Der unterhalb des oberen Ruderabschnittes angeordnete untere Ruderabschnitt 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 vertikaler Richtung nach unten geradlinigen Verlängerung des oberen Ruderabschnitts. Insbesondere ist ein Großteil des unteren Ruderabschnitts seitlich der gedachten Verlängerung 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 Ruderabschnitt im Wesentlichen gerade ausgebildet und das Ruder weist am Übergang zwischen oberem und unterem Ruderabschnitt einen Knick auf.
  • Aufgrund des zu einer Seite des Ruders gebogenen oder abgewinkelten unteren Ruderabschnitts werden insbesondere bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Ruders an einem Doppelpropellerschiff die Verwirbelungen im Propellernachstrom verringert. 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 erfindungsgemäße Ruder mit genau einem zu einer Seite des Ruders gebogenen oder abgewinkelten unteren Ruderabschnitt besonders geeignet, die Verwirbelungen zu verringern.
  • Zudem kann durch die Verringerung der Verwirbelungen im strömenden Wasser, insbesondere 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 Wesentlichen 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 Ruderabschnitt eingeführten und dort befestigten Ruderschaft an einem Doppelpropellerschiff 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 Stabilisierungsruder aufweist, und/oder dass der untere Ruderabschnitt kein Hilfsruder oder Stabilisierungsruder ist.
  • Der untere Ruderabschnitt ist somit kein Hilfs- oder Stabilisierungsruder. Insbesondere ist der untere Ruderabschnitt mit Ausnahme seiner bezüglich des oberen Ruderabschnitts gebogenen oder abgewinkelten Ausbildung oder Ausrichtung bevorzugt wie ein herkömmlicher unterer Ruderabschnitt ausgebildet und weist im Wesentlichen dementsprechende Abmessungen auf. Demgegenüber sind Hilfsruder und Stabilisierungsruder 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 Erstreckungsebene erstreckt, wobei die obere Erstreckungsebene besonders bevorzugt parallel 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, wobei 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 Ruderabschnitt eine untere Anströmkante und gegebenenfalls eine untere Endleiste auf. Ferner weisen sowohl der obere Ruderabschnitt als auch der untere Ruderabschnitt Seitenwände auf.
  • Die obere Erstreckungsebene und die untere Erstreckungsebene entsprechen im Wesentlichen der jeweiligen Mittelebene des oberen Ruderabschnitts und des unteren Ruderabschnitts. Im am Doppelpropellerschiff angeordneten Zustand ist die obere Erstreckungsebene im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet. Ferner liegt in der oberen Erstreckungsebene im am Doppelpropellerschiff angeordnetem Zustand die Drehachse beziehungsweise Schwenkachse des Ruders, das heißt der Ruderschaft. Bei einem symmetrischen oberen Ruderabschnitt 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 Erstreckungsebene. Die untere Erstreckungsebene im unteren Ruderabschnitt ist entsprechend zu definieren und verläuft in etwa entlang einer Mittelebene des unteren Ruderabschnitts, wobei im Falle eines symmetrischen unteren Ruderabschnittes die untere Erstreckungsebene das Profil, insbesondere über die gesamte Höhe, des unteren Ruderabschnitts 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, indem 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 unteren 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 zwischen 10° und 30°, insbesondere bevorzugt zwischen 15° und 25°, ganz besonders bevorzugt 20°, beträgt.
  • Durch die bevorzugten Winkelbereiche wird, insbesondere bei einem Doppelpropellerschiff, 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.
  • Zwischen dem oberen Ruderabschnitt und dem unteren Ruderabschnitt ist ein Übergangsbereich vorgesehen, wobei der Übergangsbereich 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 zwischen 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 unteren Ruderabschnitt über einen teilbogenförmig beziehungsweise teilringförmig ausgebildeten Übergangsbereich in den unteren Ruderabschnitt übergeht. In einer Hinteransicht auf ein an einem Doppelpropellerschiff angeordnetes Ruder in der Neutrallage ist die Projektion des Übergangsbereichs dann wie ein Ausschnitt aus einem Bogen oder aus einem Ring geformt. Im Fall eines mit einer konstanten oder nicht konstanten Krümmung ausgebildeten unteren Ruderabschnittes kann der Übergangsbereich bis an die Spitze bzw. das freistehende Ende des unteren Ruderabschnittes reichen und zumindest 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.
  • Der Übergangsbereich liegt im am Doppelpropellerschiff angeordneten Zustand des Ruders auf Höhe der Propellerachse, sodass der obere Ruderabschnitt oberhalb 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.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der obere Ruderabschnitt eine Saugseite 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 Ausgestaltung des oberen Ruderabschnitts und/oder des unteren Ruderabschnitts mit einer Saugseite und einer Druckseite vorteilhaft. Bei einem Doppelpropellerschiff beeinflusst der Schiffsrumpf den Nachstrom jedes Propellers derart, dass dieser eine vertikal nach oben und/oder zur Schiffsmittelebene hin gerichtete Geschwindigkeitskomponente aufweist. Diese Geschwindigkeitskomponenten führen zu einer schrägen Anströmung des Ruders, wodurch eine insbesondere seitlich in Richtung der Schiffsmittelebene gerichtete Auftriebskraft wirkt. Durch Ausgestaltung des oberen Ruderabschnitts und/oder des unteren Ruderabschnitts mit einer Saug- und einer Druckseite 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 gegenüberliegend zu der Saugseite des unteren Ruderabschnitts angeordnet ist.
  • Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass eine erste Höhe des oberen Ruderabschnitts 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 gemessen. Die zweite Höhe des unteren Ruderabschnitts wird von dem Übergangsbereich 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 Ruderabschnitt 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 Doppelpropellerschiff 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 vorgesehen. Dadurch, dass nur am oberen Ruderabschnitt eine Flosse vorgesehen ist, wird die Fläche der Ruderflosse gegenüber bekannten Ruderflossen verringert. Eine verringerte Fläche der Ruderflosse führt zu einem weniger aggressiven Anstieg der Auftriebskraft bei einem Verschwenken der Ruderflosse, also zu einer flacheren Kennlinie für den Zusammenhang von Auftriebskraft und Verschwenkwinkel, wodurch ein ruhigeres Steuerverhalten erzielt wird.
  • Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe liegt in der Bereitstellung 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 günstige 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 abgewinkelt sind.
  • Die unteren Ruderabschnitte des ersten Ruders und des zweiten Ruders sind somit zum Schiffsrumpf hin gebogen oder abgewinkelt und folgen damit in einer Hinteransicht 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 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 Ruderabschnitt,
    Fig. 3
    eine Hinteransicht eines Ruders mit einem abgewinkelten unteren Ruderabschnitt,
    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 Ruderabschnitt 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, wobei insbesondere unterhalb des oberen Ruderabschnitts 10 neben dem einzigen unteren 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 angelenkten Flosse 14 ist am oberen Ende 15 der Flosse 14 eine Gleitschwenkkolbenanlenkung 16 befestigt, in welcher ein nicht dargestellter und mit einem Schiffrumpf verbundenener Gleitschwenkkolben anordbar ist.
  • Der obere Ruderabschnitt 10 umfasst eine obere Anströmkante 17. Eine obere Endleiste 18 des oberen Ruderabschnitts 10 ist Teil der Flosse 14. Der untere Ruderabschnitt 11 weist eine untere Anströmkante 19 und eine untere Endleiste 20 auf. Zwischen den Anströmkanten 17, 19 und den Endleisten 18, 20 erstrecken sich am oberen 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 verbunden 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 Ruderabschnitt 11 angeordnet, wobei die keilförmige Ausgestaltung des Übergangsbereichs 22 bewirkt, dass der untere Ruderabschnitt 11 zu einer Seite 12, welche in der Ausgestaltung 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. Analog 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 können 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 angeordnet, 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 Ruderabschnitts 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 einem 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, unterscheidet sich jedoch in einem anders ausgestalteten Übergangsbereich 35. Der Übergangsbereich 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 Übergangsbereich ist der untere Ruderabschnitt zu einer Seite 12 des Ruders 100 hin gebogen ausgebildet 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 Doppelpropellerschiff 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 zweiten 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 ausgebildet. 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 abgewandten Seite angeordnet sind. Zusätzlich weisen die Ruder 100a, 100b in den oberen Ruderabschnitten 10a, 10b und in den unteren Ruderabschnitten 11a, 11b Druckseiten 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
    33
    Saugseite
    34
    Druckseite
    35
    Übergangsbereich
    36
    Krümmungsradius
    37
    Erste Höhe
    38
    Zweite Höhe
    39
    Gesamthöhe
    40
    Aufnahmeraum
    200
    Doppelpropellerschiff
    210
    Schiffsrumpf
    211
    Erster Propeller
    212
    Zweiter Propeller

Claims (15)

  1. Ruder (100, 100a, 100b) für Doppelpropellerschiffe (200),
    wobei das Ruder (100, 100a, 100b) ausgebildet ist, im Nachstrom eines Propellers (211, 212) eines Doppelpropellerschiffes (200) angeordnet zu werden, wobei das Ruder (100, 100a, 100b) einen oberen Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) und einen unteren Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) umfasst,
    wobei der untere Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) zu einer Seite (12) des Ruders gebogen oder abgewinkelt ist,
    wobei genau ein unterer Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) vorgesehen ist,
    wobei zwischen dem oberen Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) und dem unteren Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) ein Übergangsbereich (22) vorgesehen ist, wobei der Übergangsbereich (22) teilbogenförmig, teilringförmig oder keilförmig ausgebildet ist,
    wobei der Übergangsbereich (22) im am Doppelpropellerschiff (200) angeordneten Zustand des Ruders (100, 100a, 100b) auf Höhe der Propellerachse liegt, sodass der obere Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) oberhalb der Propellerachse und der untere Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) unterhalb der Propellerachse liegt, und wobei der obere Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) eine Saugseite (33) und eine Druckseite (34) aufweist und/oder wobei der untere Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) eine Saugseite (31) und eine Druckseite (32) aufweist, sodass im am Doppelpropellerschiff (200) angeordneten Zustand des Ruders (100, 100a, 100b) einer durch eine Beeinflussung des Nachstroms durch einen Schiffsrumpf (210) des Doppelpropellerschiffs (200) hervorgerufenen, seitlich in Richtung einer Schiffsmittelebene wirkenden Auftriebskraft entgegengewirkt wird.
  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 aufweist, 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, wobei insbesondere der Winkel (29) zwischen 5° und 35°, bevorzugt zwischen 10° und 30°, besonders bevorzugt zwischen 15° und 25°, ganz besonders bevorzugt 20°, beträgt.
  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 Erstreckungsebene (27) in dem Winkel (29) zu der oberen Erstreckungsebene (25) steht.
  6. Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der teilbogenförmig oder teilringförmig ausgebildete Übergangsbereich (22, 35) einen Krümmungsradius (36) zwischen 0,1 m und 10,0 m, bevorzugt zwischen 0,5 m und 5,0 m, besonders bevorzugt zwischen 1,0 m und 2,0 m, aufweist.
  7. 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 dass der untere Ruderabschnitt (11, 11a, 11b) eine Saugseite (31) und eine Druckseite (32) aufweist, wobei die Saugseite (31) des unteren Ruderabschnitts (11, 11a, 11b) und die Saugseite (33) des oberen Ruderabschnitts (10, 10a, 10b) auf der gleichen Seite des Ruders oder auf gegenüberliegenden Seiten des Ruders angeordnet sind.
  8. 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).
  9. 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.
  10. 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, und/oder
    dass das Ruder (100, 100a, 100b) ein Flossenruder ist und eine, insbesondere angelenkte, Flosse (14) umfasst, wobei die Flosse (14) bevorzugt nur am oberen Ruderabschnitt (10, 10a, 10b) angeordnet ist.
  11. Doppelpropellerschiff (200) umfassend einen Schiffsrumpf (210), zwei Propeller (211, 212) und zwei Ruder (100, 100a, 100b) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 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.
  12. Doppelpropellerschiff (200) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ruder (100a) spiegelsymmetrisch zu dem zweiten Ruder (100b) ausgebildet ist, und/oder
    dass die unteren Ruderabschnitte (11, 11a, 11b) des ersten Ruders (100a) und des zweiten Ruders (100b) zum Schiffsrumpf (210) hin gebogen oder abgewinkelt sind.
  13. Doppelpropellerschiff (200) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Ruderabschnitte (10, 10a, 10b) der zwei Ruder (100, 100a, 100b) jeweils eine Saugseite (33) und eine Druckseite (34) aufweisen, wobei die Saugseiten (33) auf der dem Schiffsrumpf (210) abgewandten Seite der Ruder (100, 100a, 100b) angeordnet sind.
  14. Doppelpropellerschiff (200) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelpropellerschiff (200) ausgebildet ist, zum Steuern nach Steuerbord, bevorzugt nur, ein backbordseitiges Ruder (100, 100a, 100b) zu legen und zum Steuern nach Backbord, bevorzugt nur, ein steuerbordseitiges Ruder (100, 100a, 100b) zu legen.
  15. Verwendung eines Ruders nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in einem Doppelpropellerschiff (200).
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