WO1983002600A1 - Propeller rudder for boats, particularly sailing yachts - Google Patents

Propeller rudder for boats, particularly sailing yachts

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WO1983002600A1
WO1983002600A1 PCT/DE1983/000005 DE8300005W WO8302600A1 WO 1983002600 A1 WO1983002600 A1 WO 1983002600A1 DE 8300005 W DE8300005 W DE 8300005W WO 8302600 A1 WO8302600 A1 WO 8302600A1
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WO
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shaft
well
screw
blades
propeller rudder
Prior art date
Application number
PCT/DE1983/000005
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German (de)
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Inventor
Hydraulik Elektronik Gmbh & Co. Schwing
Original Assignee
Schwing, Friedrich
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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
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • 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
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B63H2025/425—Propulsive elements, other than jets, substantially used for steering or dynamic anchoring only, with means for retracting, or otherwise moving to a rest position outside the water flow around the hull

Definitions

  • the invention relates to a propeller rudder for ships, in particular for sailing yachts according to the preamble of claim 1.
  • the propeller rudder according to the invention forms a maneuvering aid which exerts forces on the ship's body which are dependent on the alignment of the screw shaft and thereby facilitates, for example, maneuvering the ship in narrow entrances.
  • Such maneuvering aids differ essentially in the lower power of propeller oars, the screws of which are used as ship propulsion.
  • the propeller rudder according to the invention enables a relatively slight reduction in the driving resistance of the ship after installation of the propeller rudder system because the impeller, including the parts connected to it, lies in the dead water of the well when the maneuvering aid is out of operation.
  • the invention is based on a known propeller rudder, the screws of which can either be pivoted about the axes of the drive shaft during maneuvering, in order to be able to control the necessary movements of the ship with the direction of the forces supplied by the screw.
  • the screw shaft is oriented transversely to the ship's axis in a fixed direction and therefore only provides maneuvering forces in this direction.
  • a Kaplan impeller is used on these propellers.
  • the blade circle of the impeller described by the blade tips is matched to the clear cross section of the well shaft in such a way that the blade wheel can be drawn into the well shaft regardless of its blade position as soon as the maneuvering aid is out of operation.
  • the invention has for its object to significantly reduce the space required for a propeller rudder of the type described and to simplify the system so that it can also be installed in small and fast ships, taking into account the given spatial conditions.
  • the propeller rudder rotor consists of a two-blade screw.
  • the dimensions of the screw that is to say the width of the projection of the blades and of the blade head onto the plane of rotation of the screw, are selected such that there is the possibility of reducing the cross section of the well below the diameter of the blade circle. Since, according to the invention, on the other hand, the retraction is carried out with the screw stopped and after checking the blade position, ie only when the blade pins are essentially coaxial to the axis of the well, collisions of the blades in the shaft can occur despite the narrow shaft. walls and a thwarting of the retracting movement by fixing the blades at the lower edge of the well can be avoided.
  • the blade position is checked via the angle of rotation of the drive shaft by selecting a suitable ratio in the angular gear for this purpose, which is the subject of claim 2.
  • the blades are furthermore expedient to give the blades a generally lenticular profile, because then the direction of the maneuvering force can be quickly reversed by reversing the drive and in many cases there is no need for the rotor to pivot about the axis of the drive shaft.
  • the propeller rudder is then expediently installed in the bow of the ship.
  • the propeller rudder according to the invention enables a narrower shaft, which can be accommodated more easily under limited space conditions and which generally requires a comparatively small opening below the waterline of the ship.
  • These reductions in the dimensions of the new propeller rudder are achieved in a manner which neither fixes or excludes the cross-sectional shape of the well shaft nor the inclination of the well in the longitudinal planes of the ship.
  • the new propeller rudder can therefore be used in one in particular in sports boats and similar vehicles Install free space inside the ship and also have the option to choose the outline of the well opening and its position in the hull largely as it appears most favorable from a static and other point of view. This makes it possible to decisively improve the maneuverability in the vehicles mentioned, in particular in narrow berths.
  • Fig. 4 shows the subject of Fig. 3 in a representation corresponding to Fig. 2 and
  • Fig. 5 is a schematic plan view of a sailing yacht when maneuvering with the propeller rudder.
  • the ship 1 is equipped with an auxiliary drive, the screw of which
  • a propeller rudder In the front part of the ship, namely in the bow of the ship, a propeller rudder, generally designated 4, is accommodated, which is first explained in more detail with reference to FIGS.
  • a recess 7 is provided in the ship's hull 5 below the waterline of the ship and, according to the illustrated embodiment, in the immediate vicinity of the keel 6, which has a circular boundary line according to the illustrated embodiment.
  • a sheet metal cylinder 9 is welded to the ship's hull via a fillet weld 8, which, according to the exemplary embodiment shown, is vertical when the ship is in the normal position.
  • the cylinder 9 defines a shaft 10 and forms a well, which is generally designated 11.
  • the inner well edge 14 lying in the ship 12 carries a cover 15 with two adjacent recesses 16 and 17 and a laterally projecting bracket 18. This serves to suspend the electric gear motor 19 via armature 20.
  • the output shaft 21 is provided with a coupling head 22 .
  • the other coupling half 27 is shown uncoupled in Figure 1, wherein a curved tooth coupling is indicated.
  • the coupling half 27 sits on the drive shaft 28 of a transmission, generally designated 29. This is, in particular, a belt drive, the pulleys not being shown.
  • the output pulley of the belt drive 29 is seated on a drive shaft 30, which is laid in a protective tube 31. It is led out of the housing 32 of the belt drive 29 with a stump.
  • the stub shaft carries a disk 34, which reveals the rotational position of the drive shaft 30 in the protective tube 31.
  • a tube 35 is laid parallel to the protective tube 31, which is connected on the one hand to the housing 32 of the belt drive 29 and on the other hand via a bracket 36 to the protective tube 31 and forms a torque support.
  • the tubes 31 and 35 are passed through the recesses 16 and 17 in the cover 15 and to the outside, i.e. sealed to the ship's interior 12. Ring seals 25 and 26, which are accommodated in the cover 15 and in an attached closure 38, are used for this purpose.
  • the tubes 31 and 35 are also passed through a bearing disk 39, which rest with rings 40 and 41 on the inner wall of the shaft cylinder 9 without play.
  • a manhole cover 42 ie a sheet metal section curved in accordance with the ship's skin 5 with the outline of the manhole opening 7, but which is not sealed, so that there is dead water in the well when the ship is launched.
  • the pane 39 can be flooded because the cover has all the necessary seals for a watertight shaft closure.
  • An angular gear (not shown) is located in a housing 43, which is attached to the tube 31 below the piston 39.
  • the output shaft of the angular gear is the screw shaft 48 on which the head 44 is mounted, of which only the screw hub is visible.
  • the screw, generally designated 47, is of two-wing design, i.e. it each has a blade 45 or 46, the blade pins (not shown) of which are aligned and run coaxially with the drive shaft 30.
  • the blade circle described by the blade outer edges 51 and 52 when the screw 47 rotates is shown at 50.
  • the illustration shows the blades or their projection onto the screw rotation plane.
  • the diameter D of which in the exemplary embodiment shown represents the greatest width of the structure consisting of the head and the blades 45, 46.
  • the impeller 47 consisting of it therefore has a maximum width in the above-mentioned projection, which corresponds to the diameter D.
  • the screw is matched to the well shaft 10 as follows: taking into account the required tolerances, the greatest width D is less than the dimension B of the clear well shaft cross section, in which the level of rotation of the screw lies as soon as the screw has been drawn into the shaft. This dimension B
  • OMPI therefore does not match the diameter D of the shaft 10 ( Figure 2) because the plane of rotation of the screw is parallel to the center plane of the shaft.
  • the dimensions B and, according to the exemplary embodiment, also the inside diameter b of the shaft are smaller than the diameter A of the blade circle shown in FIG. 4.
  • the shaft 10 becomes very narrow and only allows the screw to be pulled in when it is held in the position shown in FIG. 1.
  • the blade journals (not shown) of the blades 45, 46 lie in an alignment line running coaxially to the central axis of the shaft 10.
  • screw 47 cannot be retracted.
  • the housing 29 is lowered so far that the coupling halves 27 and 22 are brought into the engagement position, so that the geared motor 19 can drive the shaft via the belt drive in the housing 29.
  • the piston 39 maintains its position in the shaft 10, but the manhole cover 42 is lifted off and the screw 47 is immersed in the underwater of the ship.
  • the profile 63 of both blades is symmetrical to the chord S. As a result, the profile does not generate any lift. If the drive 19 is reversed, the beam generated by the screw is reversed.
  • the angular gear 43 is provided with a ratio that can be between 2: 1 to 1: 3.
  • the overall reduction of the drive shaft 30 compared to the propeller shaft 44 is a quotient of two integers that is not greater than
  • the setting of the pointer to the mark with sufficient accuracy results in the position of the screw in which the running gear can be moved into and out of the shaft 10 without the risk of collisions.
  • the drive shaft can also be held in place by means of a knurled part 69 of the disk, so that the screw 47 cannot turn while being pulled into the shaft when it is pushed out until it lies in the open water.
  • the disk 39 is rotatable in the shaft pipe 9.
  • the cover 15 can also be rotated in its plane on the shaft pipe 9.
  • the screw 47 can also be pivoted in the open water, so that the reaction forces of the screw can be controlled accordingly.
  • the shaft pipe 9 can also have a polygonal cross section. Then the disc 39 and the lid 15 are not rotatable. The direction of the screw shaft is then expediently transverse to the median plane of the
  • the belt drive can also have a transmission which enables the attachment of an observation disc on the slowly rotating shaft of the belt drive. Both options can also be implemented simultaneously.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
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Abstract

Gouvernail à hélice pour bateaux, notamment yachts à voile ayant un caisson cylindrique (11) et un rotor (47) escamotable dans le puits (10) du caisson et dont l'arbre (48) est mû grâce à un arbre (30) qui s'étend dans le puits (10) jusqu'à un entraînement (19) agencé à l'intérieur (12) du bateau par l'intermédiaire d'un engrenage angulaire (43). Le rotor (47) a la forme d'une hélice (47) à deux pales dont les pales (45, 46) et la tête (44) ont sur le plan de rotation du rotor une largeur inférieure à la largeur transversale intérieure correspondante du puits du caisson. Le diamètre du cercle décrit par les pales est supérieur à la largeur transversale intérieure du puits du caisson. Avant d'introduire le rotor (47) dans le puits (10) du caisson, la position des pales (45, 46) dans le cercle des pales peut être contrôlée, le rotor (47) étant à l'arrêt.Propeller rudder for boats, in particular sailing yachts having a cylindrical box (11) and a rotor (47) retractable in the well (10) of the box and whose shaft (48) is moved by a tree (30) which extends in the well (10) to a drive (19) arranged inside (12) of the boat by means of an angular gear (43). The rotor (47) has the shape of a helix (47) with two blades, the blades (45, 46) and the head (44) having a width less than the corresponding internal transverse width of the rotor plane of rotation. well of the caisson. The diameter of the circle described by the blades is greater than the internal transverse width of the well of the box. Before introducing the rotor (47) into the well (10) of the box, the position of the blades (45, 46) in the circle of the blades can be checked, the rotor (47) being stopped.

Description

"Propellerruder für Schiffe, insbesondere für Segelyachten" "Propeller rudder for ships, especially for sailing yachts"
Die Erfindung betrifft ein Propellerruder für Schiffe, insbesondere für Segelyachten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a propeller rudder for ships, in particular for sailing yachts according to the preamble of claim 1.
Das erfindungsgemäße Propellerruder bildet eine Manövrierhilfe, welche von der Ausrichtung der Schraubenwelle abgehängige Kräfte auf den Schiffs¬ körper ausübt und dadurch z.B. das Manövrieren des Schiffes in engen Einfahrten erleichtert. Solche Manövrierhilfen unterscheiden sich im wesentlichen durch die geringere Leistung von Propellerrudern, deren Schrauben als Schiffsantrieb verwendet werden. Das erf.indungsgemäße Propellerruder ermöglicht durch die Einziehbarkeit eine verhältnismäßig geringfügige Verminderung des Fahrwiderstandes des Schiffes nach Einbau der Propellerruderanlage, weil das Laufrad einschließlich der mit ihm verbundenen Teile im toten Wasser des Brunnens liegt, wenn die Manövrier¬ hilfe außer Betrieb ist. Die Erfindung geht von einem bekannten Propeller¬ ruder aus, dessen Schrauben entweder um die Achsen der Antriebswelle beim Manövrieren schwenkbar ist, um mit der Richtung der von der Schraube gelieferten Kräfte die notwendigen Bewegungen des Schiffes steuern zu können. Bei anderen Ausführungsformen dieser Propellerruder ist die Schraubenwelle in einer festgelegten Richtung quer zur Schiffsachse orientiert und liefert daher nur in dieser Richtung Manövrierkräfte. Bei diesen Propellerrudern wird ein Kaplan-Laufrad verwendet. Hierbei ist der von den Schaufelspitzen beschriebene Schaufelkreis des Laufrades derart auf den lichten Querschnitt des Brunnenschachtes abgestimmt, daß das Schaufelrad unabhängig von seiner Schaufelstellung in den Br-unnenschacht eingezogen werden kann, sobald die Manövrierhilfe außer Betrieb ist.The propeller rudder according to the invention forms a maneuvering aid which exerts forces on the ship's body which are dependent on the alignment of the screw shaft and thereby facilitates, for example, maneuvering the ship in narrow entrances. Such maneuvering aids differ essentially in the lower power of propeller oars, the screws of which are used as ship propulsion. The propeller rudder according to the invention enables a relatively slight reduction in the driving resistance of the ship after installation of the propeller rudder system because the impeller, including the parts connected to it, lies in the dead water of the well when the maneuvering aid is out of operation. The invention is based on a known propeller rudder, the screws of which can either be pivoted about the axes of the drive shaft during maneuvering, in order to be able to control the necessary movements of the ship with the direction of the forces supplied by the screw. In other embodiments of this propeller rudder, the screw shaft is oriented transversely to the ship's axis in a fixed direction and therefore only provides maneuvering forces in this direction. A Kaplan impeller is used on these propellers. Here, the blade circle of the impeller described by the blade tips is matched to the clear cross section of the well shaft in such a way that the blade wheel can be drawn into the well shaft regardless of its blade position as soon as the maneuvering aid is out of operation.
Dadurch ergibt sich ein verhältnismäßig großer Schachtdurchmesser des Brunnens, welcher den Raumbe¬ darf für die im Schiff unterzubringenden Teile der Propellerruderanlage und. außerdem die Brunnenöffnung im Schiffsrumpf vergrößert. Der erhöhte Platzbedarf im Schif sinnern beschränkt derartige Propeller¬ ruder bislang auf Spezialschiffe, insbesondere für die Off-shore-Technik, wie Rohrleger, Feuer¬ löschschiffe, Schwimmkräne o.dgl., in denen die Beschaffung des erforderlichen Raumes in der Regel keine Schwierigkeiten bereitet. Bei solchen und ähnlichen Fahrzeugen wirkt sich auch die verhältnis¬ mäßig große Brunnenöffnung unter der Wasserlinie in der Regel nicht in nennenswertem Maße nachteilig aus.This results in a relatively large shaft diameter of the well, which requires the space for the parts of the propeller rudder system and. the well opening in the hull has also been enlarged. The increased space requirement in the ship has so far limited such propeller rudders to special ships, in particular for offshore technology, such as pipe layers, fire-fighting ships, floating cranes or the like, in which the procurement of the required space generally does not pose any difficulties . In such and similar vehicles, the relatively large well opening below the water line generally does not have a noticeable disadvantage.
OMPI Wenn jedoch solche Propellerruder in kleine und schnelle Schiffe, wie z.B. Segelyachten eingebaut werden sollen, bereitet ihre Unterbringung im Schiffsinneren erhebliche Schwierigkeiten und die Brunnenöffnung verursacht zahlreiche Stabilitäts¬ probleme und Geschwindigkeitseinbußen.OMPI However, if such propeller rudders are to be installed in small and fast ships, such as, for example, sailing yachts, their accommodation inside the ship presents considerable difficulties and the well opening causes numerous stability problems and speed losses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Propellerruder der bezeichneten Art den Raumbedarf entscheidend zu vermindern und die Anlage so zu vereinfachen, daß sie auch in kleinen und schnellen Schiffen unter Berücksichtigung der jeweils vor¬ gegebenen räumlichen Verhältnisse eingebaut werden kann.The invention has for its object to significantly reduce the space required for a propeller rudder of the type described and to simplify the system so that it can also be installed in small and fast ships, taking into account the given spatial conditions.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspru¬ ches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unt.^ransprüchen beschrieben.This object is achieved with the features of claim 1. Appropriate embodiments of the invention are described in the sub-claims.
Gemäß der Erfindung besteht das Laufzeug des Propel¬ lerruders aus einer zweischaufligen Schraube. Die Abmessungen der Schraube, d.h. die Breite der Pro¬ jektion der Schaufeln und des Schaufelkopfes auf die Drehebene der Schraube ist so gewählt, daß sich die Möglichkeit ergibt, den Brunnenschachtquer¬ schnitt unter den Durchmesser des Schaufelkreises zu reduzieren. Da man erfindungsgemäß andererseits das Einziehen mit angehaltener Schraube und nach Kontrolle der Schaufelstellung, d.h. erst dann vor¬ nimmt, wenn die Schaufelzapfen im wesentlichen ko¬ axial zur Brunnenachse verlaufen, können trotz des engen Schachtes Kollisionen der Schaufeln in Schacht- wänden und eine Vereitelung der Einziehbewegung durch Festsetzen der Schaufeln am unteren Brunnen¬ rand vermieden werden.According to the invention, the propeller rudder rotor consists of a two-blade screw. The dimensions of the screw, that is to say the width of the projection of the blades and of the blade head onto the plane of rotation of the screw, are selected such that there is the possibility of reducing the cross section of the well below the diameter of the blade circle. Since, according to the invention, on the other hand, the retraction is carried out with the screw stopped and after checking the blade position, ie only when the blade pins are essentially coaxial to the axis of the well, collisions of the blades in the shaft can occur despite the narrow shaft. walls and a thwarting of the retracting movement by fixing the blades at the lower edge of the well can be avoided.
Vorzugsweise und gemäß einer zweckmäßigen Aus- führungsform der Erfindung kontrolliert man die Schaufelstellung über den Drehwinkel der Antriebs¬ welle, indem man zu diesem Zweck eine geeignete Übersetzung im WinkeIgetriebe wählt, die Gegenstand des Anspruches 2 ist.Preferably and according to an expedient embodiment of the invention, the blade position is checked via the angle of rotation of the drive shaft by selecting a suitable ratio in the angular gear for this purpose, which is the subject of claim 2.
Es ist ferner zweckmäßig, den Schaufeln ein allge¬ mein gesehen linsenförmiges Profil zu geben, weil dann durch Umsteuern des Antriebes die Richtung der Manövrierkraft schnell umgekehrt werden kann und sich eine Schwenkbarkeit des Laufzeuges um die Achse der Antriebswelle in vielen Fällen erübrigt. Zweck¬ mäßig baut man dann allerdings das Propellerruder im Bug des Schiffes ein.It is furthermore expedient to give the blades a generally lenticular profile, because then the direction of the maneuvering force can be quickly reversed by reversing the drive and in many cases there is no need for the rotor to pivot about the axis of the drive shaft. However, the propeller rudder is then expediently installed in the bow of the ship.
Das erfindungsgemäße- Propellerruder ermöglicht auf diese Weise einen engeren Schacht, der sich unter beschränkten Raumverhältnissen leichter unterbringen läßt und der in der Regel eine vergleichsweise kleine Öffnung unter der Wasserlinie des Schiffes voraus¬ setzt. Diese Reduzierungen der Abmessungen des neuen Propellerruders werden auf eine Weise erreicht, welche weder die Querschnittsform des Brunnenschach¬ tes noch die Neigung des Brunnens in den Längsebenen des Schiffes festlegt bzw. ausschließt. Man kann daher das neue Propellerruder insbesondere in Sport¬ booten und ähnlichen Fahrzeugen in einem jeweils freien Raum des Schiffsinneren einbauen und hat darüberhinaus die Möglichkeit, die Umrißform der Brunnenöffnung und deren Lage im Schiffskörper weitgehend so zu wählen, wie es aufgrund statischer und anderer Gesichtspunkte am günstigsten erscheint. Dadurch ist es möglich, bei den erwähnten Fahrzeugen die Manövrierfähigkeit insbesondere auf engen Liege¬ plätzen entscheidend zu verbessern.In this way, the propeller rudder according to the invention enables a narrower shaft, which can be accommodated more easily under limited space conditions and which generally requires a comparatively small opening below the waterline of the ship. These reductions in the dimensions of the new propeller rudder are achieved in a manner which neither fixes or excludes the cross-sectional shape of the well shaft nor the inclination of the well in the longitudinal planes of the ship. The new propeller rudder can therefore be used in one in particular in sports boats and similar vehicles Install free space inside the ship and also have the option to choose the outline of the well opening and its position in the hull largely as it appears most favorable from a static and other point of view. This makes it possible to decisively improve the maneuverability in the vehicles mentioned, in particular in narrow berths.
Die Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigenThe details of the invention result from the following description of an embodiment with reference to the figures in the drawing; show it
Fig. 1 in abgebrochener Darstellung der Schiffs¬ außenhaut und in einer Ansicht das erfin¬ dungsgemäße Propellerruder,1 in a broken representation of the ship's outer skin and in a view the propeller rudder according to the invention,
Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine Stirnansicht des Propellerruders,2 in a representation corresponding to FIG. 1, an end view of the propeller rudder,
Fig. 3 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung das Propellerruder mit ausgefahrenem Lauf¬ zeug,3 in a representation corresponding to FIG. 1, the propeller rudder with the barrel extended,
Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 3 in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung undFig. 4 shows the subject of Fig. 3 in a representation corresponding to Fig. 2 and
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf eine Segelyacht beim Manövrieren mit dem Propellerruder.Fig. 5 is a schematic plan view of a sailing yacht when maneuvering with the propeller rudder.
O PI Gemäß der Darstellung der Figur 5 ist das Schiff 1 mit einem Hilfsantrieb ausgerüstet, dessen SchraubeO PI 5, the ship 1 is equipped with an auxiliary drive, the screw of which
2 am Heck des Schiffes liegt und reversiert werden kann, so daß das Schiff in Richtung des Doppelpfeiles2 lies at the stern of the ship and can be reversed so that the ship in the direction of the double arrow
3 Vorwärts- und Rückwärtsfahrt aufnehmen kann.3 can record forward and reverse travel.
Im vorderen Teil des Schiffes, nämlich im Schiffs¬ bug, ist ein allgemein mit 4 bezeichnetes Propeller¬ ruder untergebracht, das zunächst anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert wird.In the front part of the ship, namely in the bow of the ship, a propeller rudder, generally designated 4, is accommodated, which is first explained in more detail with reference to FIGS.
In der Schiffshaut 5 unterhalb der Wasserlinie des Schiffes und gemäß dem dargestellten Ausführungs- beispiel in unmittelbarer Nähe des Kieles 6 ist eine Aussparung- 7 vorgesehen, welche gemäß dem dar¬ gestellten Ausführungsbeispiel eine kreisförmige Begrenzungslinie aufweist. Mit der Schiffshaut ist über eine Kehlnaht 8 ein Blechzylinder 9 verschweißt, welcher gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei Normallage des Schiffes senkrecht steht. Der Zylinder 9 begrenzt einen Schacht 10 und bildet einen Brunnen, der allgemein mit 11 bezeichnet ist.A recess 7 is provided in the ship's hull 5 below the waterline of the ship and, according to the illustrated embodiment, in the immediate vicinity of the keel 6, which has a circular boundary line according to the illustrated embodiment. A sheet metal cylinder 9 is welded to the ship's hull via a fillet weld 8, which, according to the exemplary embodiment shown, is vertical when the ship is in the normal position. The cylinder 9 defines a shaft 10 and forms a well, which is generally designated 11.
Der im Schif sinneren 12 liegende innere Brunnenrand 14 trägt einen Deckel 15 mit zwei nebeneinander liegenden Aussparungen 16 bzw. 17 und eine seitlich auskragende Konsole 18. Diese dient zur Aufhängung des elektrischen Getriebemotors 19 über Anker 20. Die Abtriebswelle 21 ist mit einem Kupplungskopf 22 versehen. Die andere Kupplungshälfte 27 ist in Figur 1 entkuppelt dargestellt, wobei eine Bogenzahnkup lung angedeutet ist.The inner well edge 14 lying in the ship 12 carries a cover 15 with two adjacent recesses 16 and 17 and a laterally projecting bracket 18. This serves to suspend the electric gear motor 19 via armature 20. The output shaft 21 is provided with a coupling head 22 . The other coupling half 27 is shown uncoupled in Figure 1, wherein a curved tooth coupling is indicated.
O PI IPO ^ Die Kupplungshälfte 27 sitzt an der Antriebswelle 28 einer allgemein mit 29 bezeichneten Trans¬ mission. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Riementrieb, wobei die Riemenscheiben nicht dargestellt sind.O PI IPO ^ The coupling half 27 sits on the drive shaft 28 of a transmission, generally designated 29. This is, in particular, a belt drive, the pulleys not being shown.
Die Abtriebsriemenscheibe des Riementriebes 29 sitzt auf einer Antriebswelle 30, welche in einem Schutzrohr 31 verlegt ist. Sie ist mit einem Stumpf aus dem Gehäuse 32 des Riementriebes 29 herausge¬ führt. Der Wellenstumpf trägt eine Scheibe 34, welche die Drehstellung der Antriebswelle 30 im Schutzrohr 31 erkennen läßt.The output pulley of the belt drive 29 is seated on a drive shaft 30, which is laid in a protective tube 31. It is led out of the housing 32 of the belt drive 29 with a stump. The stub shaft carries a disk 34, which reveals the rotational position of the drive shaft 30 in the protective tube 31.
Parallel zum Schutzrohr 31 ist ein Rohr 35 verlegt, das einerseits an das Gehäuse 32 des Riementriebes 29 und andererseits über eine Konsole 36 an das Schutz¬ rohr 31 angeschlossen ist und eine Drehmomentenstütze bildet. Die Rohre 31 und 35 sind durch die Aussparungen 16 und 17 im Deckel 15 hindurchgeführt und nach außen, d.h. zum Schiffsinneren 12 hin abgedichtet. Dazu dienen Ringdichtungen 25 und 26, die im Deckel 15 und in einem aufgesetzten Verschluß 38 untergebracht sind. Die Rohre 31 und 35 sind ferner durch eine Lagerscheibe 39 hindurchgeführt, die mit Ringen 40 und 41 an der Innenwand des Schachtzylinders 9 spiel¬ frei anliegen.A tube 35 is laid parallel to the protective tube 31, which is connected on the one hand to the housing 32 of the belt drive 29 and on the other hand via a bracket 36 to the protective tube 31 and forms a torque support. The tubes 31 and 35 are passed through the recesses 16 and 17 in the cover 15 and to the outside, i.e. sealed to the ship's interior 12. Ring seals 25 and 26, which are accommodated in the cover 15 and in an attached closure 38, are used for this purpose. The tubes 31 and 35 are also passed through a bearing disk 39, which rest with rings 40 and 41 on the inner wall of the shaft cylinder 9 without play.
An der Spitze des Rohres 31 befindet sich ein Schachtdeckel 42, d.h. ein entsprechend der Schiffs¬ haut 5 gekrümmter Blechabschnitt mit dem Umriß der Schachtöffnung 7, der jedoch nicht abgedichtet ist, so daß in dem Brunnen Totwasser steht, wenn das Schiff zu Wasser gelassen ist. Die Scheibe 39 kann über¬ flutet werden, weil der Deckel alle notwendigen Dichtungen für einen wasserdichten Schachtverschluß aufweist.At the top of the tube 31 there is a manhole cover 42, ie a sheet metal section curved in accordance with the ship's skin 5 with the outline of the manhole opening 7, but which is not sealed, so that there is dead water in the well when the ship is launched. The pane 39 can be flooded because the cover has all the necessary seals for a watertight shaft closure.
In einem Gehäuse 43, das .unterhalb des Kolbens 39 am Rohr 31 befestigt ist, befindet sich ein nicht dargestelltes Winkelgetriebe. Die Abtriebswelle des Winkelgetriebes ist die Schraubenwelle 48, auf der der Kopf 44 angebracht ist, von dem jedoch nur die Schraubennabe sichtbar ist. Die allgemein mit 47 bezeichnete Schraube ist zweiflügelig ausgebildet, d.h. sie besitzt je eine Schaufel 45 bzw. 46, deren nicht dargestellte Schaufelzapfen ausgefluchtet sind und koaxial zur Antriebswelle 30 verlaufen.An angular gear (not shown) is located in a housing 43, which is attached to the tube 31 below the piston 39. The output shaft of the angular gear is the screw shaft 48 on which the head 44 is mounted, of which only the screw hub is visible. The screw, generally designated 47, is of two-wing design, i.e. it each has a blade 45 or 46, the blade pins (not shown) of which are aligned and run coaxially with the drive shaft 30.
In der Darstellung der Figur 4 ist bei 50 der von den Schaufelaußenkanten 51 bzw. 52 beim Umlauf der Schraube 47 beschriebene Schaufelkreis dargestellt.. Die Darstellung gibt die Schaufeln bzw. ihre Projektion auf die Schraubendrehebene wieder. Das gilt auch für den Kopf 44 bzw. die Nabe, deren Durchmesser D im dargestellten Ausführungsbeispiel die größte Breite des aus dem Kopf und den Schaufeln 45, 46 bestehenden Gebildes wiedergibt. Das hieraus bestehende Laufrad 47 hat demnach in der erwähnten Projektion eine Maximal¬ breite, die dem Durchmesser D entspricht. Die Schraube ist auf den Brunnenschacht 10 wie folgt abgestimmt: Die größte Breite D ist unter Berücksichtigung der erforderlichen Toleranzen geringer als die Dimension B des lichten Brunnenschachtquerschnittes, in der die Drehebene der Schraube liegt, sobald die Schraube in den Schacht eingezogen ist. Diese Dimension BIn the illustration in FIG. 4, the blade circle described by the blade outer edges 51 and 52 when the screw 47 rotates is shown at 50. The illustration shows the blades or their projection onto the screw rotation plane. This also applies to the head 44 or the hub, the diameter D of which in the exemplary embodiment shown represents the greatest width of the structure consisting of the head and the blades 45, 46. The impeller 47 consisting of it therefore has a maximum width in the above-mentioned projection, which corresponds to the diameter D. The screw is matched to the well shaft 10 as follows: taking into account the required tolerances, the greatest width D is less than the dimension B of the clear well shaft cross section, in which the level of rotation of the screw lies as soon as the screw has been drawn into the shaft. This dimension B
OMPI stimmt daher nicht mit dem Durchmesser D des Schachtes 10 (Figur 2) überein, weil die Drehebene der Schraube parallel zur Mittelebene des Schachtes liegt.OMPI therefore does not match the diameter D of the shaft 10 (Figure 2) because the plane of rotation of the screw is parallel to the center plane of the shaft.
Andererseits sind die Dimensionen B und gemäß dem Ausführungsbeispiel auch der lichte Durchmesser b des Schachtes kleiner als der Durchmesser A des in Figur 4 wiedergegebenen Schaufelkreises. Dadurch wird der Schacht 10 sehr eng und ermöglicht das Ein¬ ziehen der Schraube nur, wenn diese in der aus- Figur 1 ersichtlichen Stellung festgehalten ist. In dieser Stellung liegen die nicht dargestellten Schaufelzapfen der Schaufeln 45, 46 in einer koaxial zur Mittelachse des Schachtes 10 verlaufenden Fluchtlinie. Stehen sie dagegen quer, so läßt sich die Schraube 47 nicht einziehen.On the other hand, the dimensions B and, according to the exemplary embodiment, also the inside diameter b of the shaft are smaller than the diameter A of the blade circle shown in FIG. 4. As a result, the shaft 10 becomes very narrow and only allows the screw to be pulled in when it is held in the position shown in FIG. 1. In this position, the blade journals (not shown) of the blades 45, 46 lie in an alignment line running coaxially to the central axis of the shaft 10. However, if they are at right angles, screw 47 cannot be retracted.
In dem in den Figuren 1 und 2 wiedergegebenen Be- triebszustand des Propellerruders, bei dem die Schraube 47 nach Figur 2 in den Schacht eingezogen ist, werden das Rohr 31 und/oder das Rohr 35 mit Hilfe eines Knebels 59 einer Klemmvorrichtung 60 in der aus den Figuren 1 und 2 wiedergegebenen Stellung festgestellt, so daß der Schachtdeckel 42 die Außen¬ haut 5 über die Öffnung 7 fortsetzt und die Schraube 47 im Totwasser des Schachtes 10 ruht. Im Schiffs- inneren 12 sorgt die Scheibe 39 für einen wasser¬ dichten Abschluß.In the operating state of the propeller rudder shown in FIGS. 1 and 2, in which the screw 47 according to FIG. 2 is drawn into the shaft, the pipe 31 and / or the pipe 35 are removed from the clamping device 60 with the aid of a toggle 59 1 and 2 shown position determined so that the manhole cover 42 continues the outer skin 5 through the opening 7 and the screw 47 rests in the dead water of the shaft 10. In the interior of the ship 12, the pane 39 ensures a watertight seal.
Soll das Schiff mit dem Ruderpropeller zusätzlich manövriert werden, wird durch Lösen des Knebels 59If the ship is to be additionally maneuvered with the rudder propeller, loosen the knob 59
O PI und öffnen der Klemmvorrichtung 60 das Gehäuse 29 so weit abgesenkt, daß die Kupplungshälften 27 und 22 in Eingriffsstellung verbracht werden, so daß der Getriebemotor 19 die Welle über den Riementrieb im Gehäuse 29 antreiben kann. Der Kolben 39 behält seine Stellung im Schacht 10 bei, jedoch wird der Schachtdeckel 42 abgehoben und die Schraube 47 taucht in das Unterwasser des Schiffes ein. Wie sich aus der Darstellung der Figur 4 ergibt, ist das Profil 63 beider Schaufeln symmetrisch zur Profilsehne S. Infolgedessen erzeugt das Profil keinen Auftrieb. Wird der Antrieb 19 reversiert, so ergibt sich eine Umkehrung des von der Schraube erzeugten Strahles.O PI and open the clamping device 60, the housing 29 is lowered so far that the coupling halves 27 and 22 are brought into the engagement position, so that the geared motor 19 can drive the shaft via the belt drive in the housing 29. The piston 39 maintains its position in the shaft 10, but the manhole cover 42 is lifted off and the screw 47 is immersed in the underwater of the ship. As can be seen from the illustration in FIG. 4, the profile 63 of both blades is symmetrical to the chord S. As a result, the profile does not generate any lift. If the drive 19 is reversed, the beam generated by the screw is reversed.
Im einzelnen ergeben sich die Verhältnisse aus der Darstellunc^der Figur 5: Hierbei ist angenommen, daß das Schiff 1 durch einen äußeren Einfluß, der durch einen Pfeil 64 dargestellt ist, welcher beispiels¬ weise eine Windboe wiedergibt, in die durch den Pfeil 65 wiedergegebene Richtung abgetrieben wird. Durch Einschaltung der im Bug des Schiffes 1 unter¬ gebrachten Ruderanlage wird das Schiff in Richtung des Pfeiles 66 manövriert, so daß es einwandfrei in die bei 68 wiedergegebenen Begrenzungen seines Liege¬ platzes 67 einlaufen kann.In detail, the relationships result from the illustration in FIG. 5: Here it is assumed that the ship 1 has an external influence, which is represented by an arrow 64, which, for example, represents a gust of wind, into the one represented by the arrow 65 Direction is driven off. By engaging the rudder system housed in the bow of the ship 1, the ship is maneuvered in the direction of the arrow 66, so that it can properly enter the limits of its berth 67 shown at 68.
Auf dem Stumpf der Welle 30, die aus dem Gehäuse 29 des Riementriebes herausgeführt ist (Figur 3) , sitzt die Scheibe 34, die einen nicht dargestellten Zeiger aufweist, welcher auf eine ebenfalls in den Figuren nicht wiedergegebene Marke des Getriebegehäuses 29 eingestellt werden muß und dann die Stellung der Schraube- 47 anzeigt, die aus der Darstellung der Figur 3 hervorgeht. Zu diesem Zweck ist das Winkel- getriebe 43 mit einer Übersetzung versehen, die zwischen 2 : 1 bis 1 : 3 liegen kann. Allgemein gese¬ hen ist die Gesamtuntersetzung der Antriebswelle 30 gegenüber der Propellerwelle 44 ein Quotient zweier ganzer Zahlen, der nicht größer alsOn the stump of the shaft 30, which is led out of the housing 29 of the belt drive (FIG. 3), sits the disk 34, which has a pointer, not shown, which must be set to a mark of the gear housing 29, which is also not shown in the figures, and then the position of the Indicates screw 47, which emerges from the representation of Figure 3. For this purpose, the angular gear 43 is provided with a ratio that can be between 2: 1 to 1: 3. In general, the overall reduction of the drive shaft 30 compared to the propeller shaft 44 is a quotient of two integers that is not greater than
2 : 1 = 22: 1 = 2
ist. Infolgedessen ergibt die Einstellung des Zeigers auf die Marke mit hinreichender Genauigkeit diejenige Stellung der Schraube wieder, in der das Laufzeug in den Schacht 10 ohne Gefahr von Kollisionen ein- und ausgefahren werden kann. Über einen gerändelten Teil 69 der Scheibe läßt sich die Antriebswelle auch fest¬ halten, so daß sich die Schraube 47 während des Ein- ziehens in den Schacht beim Ausschieben nicht drehen kann, bis sie im Freiwasser liegt.is. As a result, the setting of the pointer to the mark with sufficient accuracy results in the position of the screw in which the running gear can be moved into and out of the shaft 10 without the risk of collisions. The drive shaft can also be held in place by means of a knurled part 69 of the disk, so that the screw 47 cannot turn while being pulled into the shaft when it is pushed out until it lies in the open water.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform und infolge des kreisförmigen Schachtquerschnittes ist die Scheibe 39 im Schachtrohr 9 drehbar. Auch der Deckel 15 kann auf dem Schachtrohr 9 in seiner Ebene gedreht werden. Infolgedessen kann auch die Schraube 47 im Freiwasser geschwenkt werden, so daß die Reaktions¬ kräfte der Schraube entsprechend steuerbar sind.According to the embodiment shown and due to the circular shaft cross section, the disk 39 is rotatable in the shaft pipe 9. The cover 15 can also be rotated in its plane on the shaft pipe 9. As a result, the screw 47 can also be pivoted in the open water, so that the reaction forces of the screw can be controlled accordingly.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Schachtrohr 9 aber auch einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Dann sind die Scheibe 39 und der Deckel 15 nicht drehbar. Zweckmäßig wird dann die Richtung der Schraubenwelle quer zur Mittelebene desIn a departure from the exemplary embodiment shown, the shaft pipe 9 can also have a polygonal cross section. Then the disc 39 and the lid 15 are not rotatable. The direction of the screw shaft is then expediently transverse to the median plane of the
O PI Schiffes ausgerichtet. Je nach Drehrichtung der Schraube 47 ergibt sich dann eine Manövrierkraft.O PI Ship aligned. Depending on the direction of rotation of screw 47, there is then a maneuvering force.
Ferner kann anstelle des Winkelgetriebes auch der Riementrieb eine solche Übersetzung aufweisen, wel¬ che die Anbringung einer Beobachtungsscheibe auf der langsam drehenden Welle des Riementriebes ermöglicht. Beide Möglichkeiten können auch gleichzeitig verwirk¬ licht werden.Furthermore, instead of the angular gear, the belt drive can also have a transmission which enables the attachment of an observation disc on the slowly rotating shaft of the belt drive. Both options can also be implemented simultaneously.
OMPI IPO OMPI IPO

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Propellerruder für Schiffe, insbesondere für Segelyachten mit einem Brunnen und einem in den Brunnenschacht einziehbaren Laufrad, dessen Welle über ein Winkelgetriebe von einer durch den Schacht bis zu einem im Schichtinneren angebrachten Antrieb reichenden Welle angetrieben ist , d a d u r c g e k e n n z e i c h n e t , daß das Laufrad als zweischauflige Schraube (47) ausgebildet ist, bei der die Schaufeln (45, 46) und der Schaufelkopf (44) in der Schraubendrehebene eine geringere Breite (D) als die ihr entsprechende Dimension (d) des lichten BrunnenschachtquerSchnittes aufweist, die kleiner als der Schaufelkreisdurchmesser (A) ist, und daß vor dem Einziehen der angehaltenen Schraube (47) in dem Brunnenschacht (10) die Stellung der Schaufeln (45, 46) im Schaufelkreis kontrollier¬ bar ist.1. Propeller rudder for ships, in particular for sailing yachts with a well and an impeller retractable into the well shaft, the shaft of which is driven by an angular gear from a shaft extending through the shaft to a drive mounted inside the layer, characterized in that the impeller is a two-bladed screw (47), in which the blades (45, 46) and the blade head (44) in the screwdriving plane have a smaller width (D) than their corresponding dimension (d) of the clear well shaft cross section, which is smaller than the blade circle diameter (A ), and that the position of the blades (45, 46) in the blade circle can be checked before the stopped screw (47) is pulled into the well shaft (10).
2. Propellerruder nach Anspruch 1 , d a d ur c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Drehzahl der Antriebswelle (30) im Winkelgetriebe (43) auf die Drehzahl der Schraubenwelle (38) ein Quotient aus zwei ganzen Zahlen vorzugsweise zwischen 2 : 1 und 1 : 3 ist.2. Propeller rudder according to claim 1, so that the speed of the drive shaft (30) in the angular gear (43) to the speed of the screw shaft (38) is a quotient of two integers, preferably between 2: 1 and 1: 3.
3. Propellerruder nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein linsenförmiges Profil (63) der Schaufeln (45, 46) und durch einen reversierbaren Antrieb (19) .3. Propeller rudder according to one of claims 1 or 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h a lenticular profile (63) of the blades (45, 46) and by a reversible drive (19).
OMPIOMPI
/,, WIIPPOO - / ,, WIIPPOO -
4. Propellerruder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem zylindrischen Schachtrohr (9) Drehla¬ ger (15, 39) vorgesehen sind, in denen die Schraube (44) und ihre Winkelgetriebe (43) verschieblich gelagert sind.4. Propeller rudder according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that rotary bearings (15, 39) are provided in the cylindrical shaft pipe (9), in which the screw (44) and their angular gear (43) are displaceably mounted.
5. Propellerruder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Schachtrohr (9) einen Vieleckquerschnitt aufweist und die Lager (15, 39) feststehen.5. Propeller rudder according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the shaft pipe (9) has a polygonal cross section and the bearings (15, 39) are fixed.
6. Propellerruder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e k e n n z e i ch n e t d u r c h die Anordnung eines Getriebemotors (19) an einer Kon¬ sole (18) des inneren Schachtdeckels (15) und einer Bogenzahnkuppluήg (22, 27) zwischen der Antriebswelle (28) eines Zwischengetriebes (29) der Antriebswelle, die zusammen mit dem Zwischen- getriebe (29) axial im Schacht (10) verstellbar ist.6. Propeller rudder according to one of claims 1 to 5, gekennzei ch net by the arrangement of a geared motor (19) on a cone (18) of the inner manhole cover (15) and a curved tooth coupling (22, 27) between the drive shaft (28) one Intermediate gear (29) of the drive shaft, which is axially adjustable in the shaft (10) together with the intermediate gear (29).
7. Propellerruder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Knopfscheibe (34) auf einem aus dem Getriebe (29) herausgeführten Stumpf der Antriebswelle (30) und eine Markierung auf der Knopfscheibe (34) und dem Gehäuse (35) des Zwischengetriebes (29) .7. Propeller rudder according to one of claims 1 to 6, characterized by a button disk (34) on a stump of the drive shaft (30) led out from the gear (29) and a marking on the button disk (34) and the housing (35) of the intermediate gear ( 29).
OMPI OMPI
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