WO2018202583A1 - Abdeckvorrichtung sowie strahlruder - Google Patents

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WO2018202583A1
WO2018202583A1 PCT/EP2018/060919 EP2018060919W WO2018202583A1 WO 2018202583 A1 WO2018202583 A1 WO 2018202583A1 EP 2018060919 W EP2018060919 W EP 2018060919W WO 2018202583 A1 WO2018202583 A1 WO 2018202583A1
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hollow
hollow chamber
covering device
thruster
chamber lip
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PCT/EP2018/060919
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Holger Spardel
Frank Albrecht
Ulrich ALBRECHT
Kai Danneberg
Uwe Leitloff
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Skf Marine Gmbh
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    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Definitions

  • the invention relates to a covering device for at least partially closing an underwater opening in a hull of a watercraft, in particular an opening of a transverse channel of a thruster.
  • the invention has a thruster, in particular a bow or stern thruster, the subject.
  • Modern passenger or cargo ships generally have a variety of submerged openings. Such openings are used for example for sucking cooling water from the fairway and re-introduction of the heated cooling water in the fairway of the ship.
  • thrusters in the bow and / or tail area may be provided. With favorable flow and weather conditions thrusters can make a costly use of tugs on landing maneuvers, especially for transversal displacement of the ship, unnecessary.
  • thrusters require a hull below the waterline in the bow or stern completely penetrating transverse channel, creating two large-scale opposing openings.
  • circular rotary valves for closing the openings of a Cross channels of a thruster known.
  • the openings can be almost flush with the hull outer skin in the normal operation of the ship.
  • the rotary valves are opened by turning about their longitudinal central axis by 90 °.
  • the rotary flaps are oriented parallel to the longitudinal direction of the transverse channel, so that a water flow generated by a drive propeller of the thruster can pass through the rotary flaps largely unhindered due to their relative to the diameter of the transverse channel low material thickness.
  • the object of the invention is therefore to provide a low-maintenance and reliable covering device for an underwater opening in a hull of a watercraft. Moreover, it is an object of the invention to provide a possible low-maintenance thruster for a watercraft.
  • the covering device has at least one volume-variable hollow chamber lip arrangement with at least two hollow-chamber lips and a buoyant body and that the at least one hollow-chamber lip arrangement can be displaced into an expansion state or into a shrink-in state by the supply or removal of a fluid, in particular air, is substantially wear-free and low-maintenance construction of the cover given, which in particular requires no bearings or joints.
  • a trouble-free operation in corrosive media, in particular in seawater given. In the state of expansion ensures the high pressure of the introduced fluid or medium sufficient dimensional stability of the Hohlcropenan- order and thus in normal driving reliable closure of the opening in the hull of the ship.
  • the cover device is preferably operated with compressed air or with air that is at a higher pressure than the normal air pressure (1013 hPa), as a fluid that is usually always kept aboard ships.
  • a fluid liquids such as water, seawater or oil can also be used.
  • the hollow-chamber lip arrangement can have an approximately semi-oval or tongue-like shape in the expansion state, in the case of an opening with a circular cross-sectional geometry.
  • the hollow-chamber lip arrangement in the expansion state, in the case of an opening with a circular cross-sectional geometry, can have an approximately rectangular or square shape.
  • all or individual hollow chamber lips can be brought into an expansion state and into a shrink-in state in order to place the hollow-chamber lip arrangement in an expansion state or in a shrink-in state.
  • An advantage of the configuration of the hollow-chamber lip arrangement of individual hollow-chamber lips is that it is very robust against external disturbing influences during the opening and closing operation. Even in case of failure of a single hollow chamber lip, the hollow-chamber lip arrangement can still be placed in an expansion state or in a Einschrumpfschreib.
  • the hollow-chamber lip arrangement has at least one slippery and tensile shaping element.
  • the hollow-chamber lip arrangement can be given a defined shape that is generally deviating from a balloon-shaped geometry, for example a mat-shaped shape.
  • the shaping element may in this case be arranged outside or inside the hollow-chamber lip arrangement.
  • respective shaping elements are arranged within the individual hollow chamber lips. These may be thread-like and determine the cross section of the respective hollow chamber lip in the expansion state.
  • the size and the cross sections of the individual hollow chamber lips may differ, depending on the arrangement of the hollow chamber lip with respect to the hollow chamber lip arrangement.
  • hollow chamber lips in the area a fixed end of the hollow-chamber lip arrangement have a larger cross-section than hollow-chamber lips in the region of a free end of the hollow-chamber lip arrangement.
  • hollow chamber lips in the region of the fixed end in the horizontal direction have a greater extent than in the vertical direction and hollow chamber lips in the region of the free end in the vertical direction have a greater extent than in the horizontal direction.
  • the hollow chamber lip arrangement, or the hollow chamber lips is constructed with a fiuid participatn and flexible sheet.
  • the sheet may be, for example, a flexible and if necessary. elastic film or a fiuidêtn, if necessary. gumm convinced, textile fabric act whose material thickness is small in relation to its surface area.
  • the individual hollow chamber lips may alternatively be made of a spacer fabric, wherein inside the hollow chamber lips are threads which determine the shape of the respective hollow chamber.
  • the individual hollow chamber lips are in this case connected to one another, for example glued together along a longitudinal extent, so that a hollow chamber lip arrangement in the form of a plate is formed.
  • the opening in the expansion state of the hollow-chamber lip arrangement is substantially completely closed and substantially completely released in the shrink-in state.
  • At least one bistable spring element is preferably arranged in the region of a free end of the hollow-chamber lip arrangement.
  • the bistable spring element may be formed, for example, with rubber, with plastic, with a metal, in particular with spring steel, or a combination of said materials.
  • a change takes place between the expansion state and the state of shrinkage of the hollow chamber lip arrangement and vice versa due to the bistable spring element.
  • intermediate states in which the opening is only partially closed by the cover device and released by this, go through quickly. An aspiration of parts of the fabric of the hollow chamber lip by the propeller of the thruster is thus reliably avoided.
  • At least two hollow chamber lips are each equipped with a connection for supplying and / or discharging the fluid.
  • all hollow chamber lips are each equipped with its own connection.
  • two or more individual hollow chamber lips it is also possible for two or more individual hollow chamber lips to be fluidly connected to one another, so that a single connection for filling and emptying is sufficient for these chambers.
  • a preferred embodiment provides that the at least two hollow-chamber lips can be filled and / or emptied independently of one another via their connection with fluid. It is preferably provided that the at least two hollow chamber uppenes can be filled and / or emptied of fluid independently of one another via their connection. Preferably, the at least two hollow chamber lips can be filled and / or emptied via their connection with different fluid.
  • a contact element with a small flow resistance in particular a grid, is arranged in the opening.
  • an at least one-side acting, lateral support of the hollow chamber lip arrangement in the direction of the transverse channel is ensured in the expansion state.
  • This investment element can be realized, for example, with gratings, perforated plates, etc.
  • the hollow-chamber lip arrangement engages inside the transverse channel from the inside to the contact element.
  • the at least one hollow-chamber lip arrangement in shrinkage condition is completely accommodated in a storage space and the free end of the hollow-chamber lip arrangement in the expansion state can be accommodated in a recess at least partially in a form-fitting manner.
  • the storage space ensures that the hollow-chamber lip arrangement completely withdraws from the cross-section of the opening in the shrink-in state and that no relevant increase in the flow resistance occurs in the operation of the jet rudder. Due to the depression, an additional securing position of the free end of the hollow-chamber lip arrangement is ensured in its expansion state, which leads to a further improvement of the sealing functionality of the cover.
  • the preferably parallelepiped depression is generally provided in the region of a low point of the lower opening portion of the opening.
  • the term "low point" in the context of the description refers to a fictitious point lying closest to the seabed or a "lower" vertex of the semicircular cross-sectional geometry of the lower opening of the thruster.
  • the at least one buoyant body is arranged in the region of the free end of the hollow-chamber lip arrangement and has a lower density than water.
  • the buoyancy of the buoyant body which is directed away from the body of water or the seabed or counter to the force of gravity, promotes the transition between the state of expansion and the state of shrinkage of the hollow-chamber lip arrangement.
  • the buoyant body may for example have the shape of a Torusabitess.
  • a plurality of preferably uniformly spaced-apart distributed over the free end of the hollow chamber lip arranged buoyant body can be provided.
  • a particularly advantageous embodiment of the buoyant body provides that a hollow chamber lip, preferably the hollow chamber lip forming the free end of the hollow chamber lip arrangement, constitutes the buoyant body.
  • the hollow chamber lip forming the buoyant body is preferably filled with compressed air in the expansion state of the hollow chamber lip arrangement.
  • the other hollow chamber lips can also be filled with compressed air, but it would also be conceivable to provide fluid, for example, surrounding seawater. This would have the part that would not have to be worked against the buoyancy of the fluid during filling.
  • the individual hollow chamber lips can be independently of time, for example offset, filled and emptied, which supports the filling and emptying.
  • the buoyancy body forming the hollow cavity lip can be filled last and / or emptied last.
  • the hollow chamber lip arrangement can be brought into different end positions.
  • the buoyant body as a hollow chamber lip can be dispensed with further additional buoyant body.
  • the thruster for a watercraft has at least one covering device according to one of the claims 1 to 9, a thruster for a watercraft can be provided, whose transverse channel, which usually has two openings, can be reliably and low-maintenance closed and released again. As a result, the openings can be completely closed during normal driving to minimize the flow resistance and completely released in maneuvering with active thruster.
  • the thruster can be designed, for example, as a bow thruster or as a stern thruster.
  • the covering devices according to the invention can be used without fault-prone mechanical joint and bearing points, which in many cases tend to fail. Furthermore, no fault-prone mechanical drive elements, such as gearboxes or motors, are necessary for operating the cover device.
  • FIG. 1 is a plan view of an underwater opening of a thruster in a hull of a watercraft with a cover in a full state of shrinkage
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the cover device of FIG. 1 in a fully expanded state
  • FIG. 1 is a plan view of an underwater opening of a thruster in a hull of a watercraft with a cover in a full state of shrinkage
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the cover device of FIG. 1 in a fully expanded state
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the cover device of FIG. 1 in a fully expanded state
  • Fig. 3 is a longitudinal section through the thruster with the covering device of Fig. 1, 2 and a further covering device.
  • FIG. 4 shows a plan view of an underwater opening of a thruster in a hull of a watercraft with a covering device according to the invention in a complete state of shrinkage
  • FIG. 5 is a schematic plan view of the covering device of FIG. 4 in a complete expansion state
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through the thruster with a further covering device according to the invention and a further covering device in a complete state of shrinkage
  • Fig. 7 is a longitudinal section through the thruster with the cover devices of Fig. 6 in a full expansion state.
  • Figure 1 illustrates a plan view of an underwater orifice of a thruster in a hull of a watercraft having a cover in a full shrink condition.
  • a hull 10 of a watercraft 12 which is exemplarily designed as a ship, there is an opening 16 located below water 14 with a circular cross-sectional geometry which can be temporarily closed by means of a covering device 20 according to the invention.
  • the opening 16 is configured here merely by way of example as a control or port-side opening 22 of a transverse channel 24 of a jet rudder 26 which completely passes through the hull 10.
  • the thruster 26 has a drive unit 28 for rotationally driving a propeller 30 in order to generate a strong water flow necessary for easier maneuvering in the transverse channel 24 extending transversely to a longitudinal axis 32 of the hull 10.
  • the thruster 26 may in this case be designed, for example, as a bow or stern thruster 34.
  • any submerged openings in a hull of a vessel by means of the Cover 20 any submerged openings in a hull of a vessel.
  • the covering device 20 comprises inter alia a volume-variable, approximately sack-shaped hollow-chamber lip 40 which is completely accommodated in a storage space 42 in the region of the fuselage 10 in the complete "shrink-fit state" shown here, so that the opening 22 is completely released and with the thruster 26 activated Impairment of the water flow in the transverse channel 24 is practically impossible.
  • the hollow chamber lip 40 can be supplied with a fluid 46, in which it is preferably compressed air 48 or another gas, or can be removed or sucked out of it.
  • a fluid 46 in which it is preferably compressed air 48 or another gas, or can be removed or sucked out of it.
  • the hollow chamber lip 40 in the s. G. "State of expansion", d. H. a completely expanded state (see, in particular, Fig. 2), while the hollow chamber lip 40 by the most complete extraction of the compressed air 48 in the here shown, s. G. "Einschrumpfflower" is displaceable.
  • a buoyant body 50 In order to support the transition from the "expansion state” to the "shrink-in state", a buoyant body 50, the density of which is significantly smaller than that of water, is integrated in the hollow chamber lip 40.
  • the hollow chamber lip 40 is provided with a fluid-tight, foldable and as flexible as possible and if necessary. elastic fabric 52 constructed.
  • the buoyant body 50 is here by way of example in the region of a free end 54 of the hollow chamber lip 40 and arranged outside of this. A directed away from the free end 54 fixed end 56 of the hollow chamber lip 40 is mounted in the region of an upper-side cover 58 of the storage space 42.
  • the flat structure 52 of the hollow-chamber lip 40 can be, for example, an optionally fiber-reinforced, high-strength plastic film or an elastomeric film.
  • the hollow chamber lip 40 has a bistable spring element 60, z.
  • a bistable spring element 60 a thick-walled plastic mat, which in the "shrink-in” state shown here extends substantially along an upper opening portion 64 facing away from the body of water 62 and the seabed.
  • the one essentially semicircular transverse Cutting geometry having bistable spring element 60 is used to make any change between the "shrinkage” and the “expansion state” of the hollow chamber lip 40 in the manner of the "crackpot principle” transitionless or jumped as possible to avoid intermediate states.
  • a lower opening portion 66 directed towards the water bottom 62 adjoins the circumference. Both the upper and the lower opening portion 64, 66 here each have an approximately semi-cylindrical shape, which together form an approximately circular cross-sectional geometry of the transverse channel 24.
  • an abutment element 70 configured by way of example as a grid 68 is provided here, which serves as a one-sided lateral guide for the hollow-chamber lip 40 in its fully expanded state or in the expanded state.
  • another grating not shown here, may be provided, which runs parallel to the grating 68, so that in the "expansion state" of the hollow chamber lip 40 (cf., in particular, FIG. 2), which is usually in the normal driving mode of the watercraft or of the ship is set to close the opening 22 of the transverse channel 24 - a particularly reliable two-sided guidance of the hollow chamber lip 40 is ensured between the two grids.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the covering device of FIG. 1 in the complete "expansion state”.
  • the free end 54 of the hollow chamber lip 40 and the bistable spring element 60 extends in the region of the lower opening portion 66, whereby the opening 22 of the thruster 26 is virtually completely closed and in normal driving no significant increase in the flow resistance of the hull 10 of the Watercraft 12 results.
  • the buoyancy body 50 is located in the "expansion state” in the region of a low point 80 of the lower opening portion 66.
  • the tongue-shaped hollow chamber lip 40 is supported on one side on the grid 68.
  • the bistable spring element 60 jumps in the transition from “shrinking" in the “expansion state” abruptly or seamlessly in the position shown here, which is mirror symmetry to the course of the spring element 60 in the shrinkage state and in which the spring element 60 and the free, semi-circular end 54th the hollow chamber lip 40 to ensure optimal sealing effect in the ideal case completely in the region of the lower opening portion 66 of the opening 22 of the thruster 26 abuts.
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through the thruster with the covering device of Fig. 1, 2 and a further covering device.
  • the thruster 26 comprises the hull 10 of the watercraft 12 under water 14 completely penetrating transverse channel 24.
  • the approximately hollow cylindrical transverse channel 24 has the opening 22 and another, opposite to this introduced into the hull 10 opening 90.
  • Below the hull 10 of the watercraft 12 is located at a distance from the body of water 62.
  • Within the transverse channel 24 of the thruster 26 is the propeller 30 with its at least partially disposed outside of the transverse channel 24 drive unit 28th
  • the opening 22 of the transverse channel 24 is completely closed or covered by the covering device 20 located here in the "expansion state".
  • the compressed air 48 which is preferably supplied or fed via the connection 44, it is possible to permanently maintain the "expansion state" of the hollow chamber lip 40 in the normal driving operation of the watercraft 12.
  • the bistable spring element 60 In the region of the free end 54 of the hollow chamber lip 40 are the bistable spring element 60 and the buoyancy body 50.
  • the bistable spring element 60 By the here perspectively indicated and here realized as a grating 68 contact element 70 experiences the hollow chamber lip 40 a lateral position assurance, so that they always flush with the hull 10th of the watercraft 12 completes and in normal driving a reliable closure of the opening 22 is ensured.
  • the hollow-chamber lip 40 only three, for example band-shaped or web-shaped shaping elements 94, 96, 98 are provided here by way of example.
  • This shaping elements 94, 96, 98 can absorb tensile forces, but no significant compressive forces and serve the hollow chamber lip 40 in the expansion state a well-defined, z. B. mat or mattress-like shape.
  • the shaping elements 94, 96 preferably extend approximately parallel to the transverse channel 24, while the individual shaping element 98 extends at an angle ⁇ from here, for example only approximately 85 ° inclined to the transverse channel 24.
  • the shaping element 98 can be arranged, for example, between the bistable spring element 60 and the fixed end 56 of the hollow-chamber lip 40 fixed on the upper side in the storage space 42.
  • the shaping elements 94, 96 and 98 may be constructed, for example, with textile tapes having a high tensile strength.
  • the shaping elements 94, 96 and 98 can consist of the same flat structure 52 as the hollow-chamber lip 40 and in this case be configured in a sheet-like manner.
  • the second opening 90 of the transverse channel 24 of the thruster 26 can be closed by means of a further covering device 110.
  • the cover device 110 for the opening 90 is embodied mirror-symmetrically to the cover device 20, but here, in contrast to the cover device 20, is in the "shrink-in state".
  • the structural design as well as the mode of operation of the covering device 110 corresponds to that of the covering device 20, so that reference is made to the explanations on the covering device 20 at this point (in order to avoid substantive repetitions) (cf., in particular, FIGS. ,
  • the hollow crest lip 40 of the cover device 20 does not necessarily have to be downwards, i. H. be formed tapered in the direction of the lower opening portion 66. The same applies to the other cover device 110.
  • FIG. 4 illustrates a top view of an underwater opening of a thruster in a hull of a watercraft with an alternative cover device in FIG a complete state of shrinkage.
  • a hollow chamber lip 40 provided as a hollow chamber lip arrangement, but the hollow chamber lip arrangement 400 has five separate hollow chamber lips 401, 402, 403, 404, 405.
  • FIGS. 4 to 7 only the Differences to Figures 1 to 3 described.
  • the covering device 20 comprises inter alia a volume-variable, hollow chamber lip arrangement 400, which is completely accommodated in a storage space 42 in the region of the fuselage in the complete “shrinking condition” shown here, so that the opening 22 is completely released and, with the thruster activated, impairment of the Water flow in the transverse channel is virtually eliminated.
  • the five separate hollow chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 are all shown in their full “shrink-in” condition, thus showing the hollow chamber lip assembly 400 also in its full “shrink-in” condition.
  • the five separate hollow-chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 each have their own connection 441, 442, 443, 444, 445, which is essentially tubular and has a tubular end-side and over which the individual hollow-chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 a fluid, which is preferably compressed air or another gas, can be supplied or removed or sucked out of these.
  • the ports 441, 442, 443, 444, 445 of all the hollow chamber lips are arranged on the hollow chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 so that they lie outside of the opening 22 both in the "expansion state" and in the "shrink-in state".
  • connection 441 of the hollow-chamber lip 401 which forms the fixed end 56 of the hollow-chamber lip arrangement 400, is arranged centrally on the hollow-chamber lip 401.
  • the ports 442, 443, 444 and 445 of the other hollow chambers are arranged alternately left and right at the lateral ends of the hollow chamber lips 402, 403, 404 and 405 space-optimized and connected by means of a tubular flexible intermediate piece with the hollow chamber lips.
  • a separate buoyancy body 50 which supports the transition from the "expansion state” into the "shrink-in state", as in FIGS. 1 to 3, is dispensed with in the exemplary embodiment of FIGS. 4 to 7.
  • the buoyant body is formed in FIGS. 4 to 7 by the hollow-chamber lip 405 forming the free end 54 of the hollow-chamber lip arrangement 400.
  • the hollow chamber lip 405 is acted upon via its port 445 with compressed air wherein the hollow chamber lip 405 at a transition from the "expansion state" in the "shrinking" of the hollow chamber lip assembly 400 preferably as the last of the hollow chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 completely emptied, respectively is brought into the "shrinking".
  • the hollow chamber lip 405 filled with air thus represents the buoyant body and lifts the emptied hollow chamber lips 401, 402, 403, 404 into the storage space 42.
  • a separate buoyant body could additionally be arranged in or on the hollow chamber lip 405.
  • it can also be dispensed with entirely on a separate buoyancy body, so that the hollow chamber lip 401, or optionally further hollow chamber lips constitute the one or more buoyancy bodies.
  • all lower-lying hollow chamber lips are buoyant body for the overlying hollow chamber lips.
  • FIG. 5 shows a schematic plan view of the cover device of FIG. 4 in the complete "expansion state”.
  • the change from the "shrink-in state" (cf., in particular, FIG. 4) into the "expansion state” of the hollow-chamber lip arrangement 400 shown here takes place by supplying compressed air via the connections 441, 442, 443, 444, 445 into the tubular hollow-chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 which, as a result, inflate until full "expansion state" is reached.
  • the upper tubular hollow-chamber lips 401, 402, 403, 404 could be filled with seawater as fluid and only the hollow-chamber lip 405 as buoyant body could be filled with compressed air in order to represent the functionality of the covering device 20.
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through the thruster with a further covering device according to the invention and a further covering device in a complete state of shrinkage
  • the thruster 26 comprises the hull 10 of the watercraft 12 under water 14 completely penetrating transverse channel 24.
  • the approximately hollow cylindrical transverse channel 24 has the opening 22 and another, opposite to this introduced into the hull 10 opening 90.
  • Below the hull 10 of the watercraft 12 is spaced the river bottom.
  • the propeller 30 is located with its at least partially disposed outside of the transverse channel 24 drive unit 28th
  • the two cover device 20 and 110 for the openings 22 and 90 of the transverse channel 24 are mirror-symmetrical to each other and are in the "shrinking".
  • the covering devices 20 and 110 consist essentially of the hollow-chamber lips 401, 402, 403, 404, 405, which can accommodate different volumes and also require different volumes in the storage space 42 in the "shrink-in state".
  • the hollow-chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 can each be filled with compressed air via their own connections, with only the connection 441 of the uppermost hollow-chamber lip 401 being shown in FIG.
  • Fig. 7 shows a longitudinal section through the thruster with the cover devices of Fig. 6 in a fully expanded state
  • the opening 22 of the transverse channel 24 is completely closed or covered by the covering device 20 located here in the "expansion state".
  • the compressed air 48 which is preferably constantly supplied or fed via the ports 441, 442, 443, 444, 445, a permanent maintenance of the "expansion state" of the hollow chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 forming the hollow chamber lip arrangement 400 is normal Driving operation of the watercraft 12 possible.
  • the hollow chamber lip 405 in the region of the free end 54 of the hollow chamber lip arrangement 400 forms a buoyancy body 50.
  • the contact element realized here in perspective and realized here as a grating 68 the hollow chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 experience lateral securing, so that these always flush with the hull 10 of the vessel 12 complete and a reliable closure of the opening 22 is ensured in normal driving.
  • the hollow chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 are located on the side of the grid 68 within the transverse channel 24.
  • At least one, for example cuboid recess 92 or a "trench” running parallel to a ship's longitudinal axis or a "gutter” is provided in the lower opening section 66 in the region of the low point the lowermost hollow chamber lip 445 which forms the free end 54 of the hollow chamber lip arrangement 400 in the "expansion state" is at least partially positively receivable or can be introduced therein.
  • hollow-chamber lip 401 only two, for example thread-like, band-shaped or web-shaped shaping elements 94 are provided here by way of example.
  • hollow chamber lip 405 are also two only example, for example, thread, ribbon or web-shaped forming elements 96, respectively.
  • the other hollow chamber lips 402, 403, 404 may have shaping elements.
  • another shaping element 98 which spans the hollow chamber lips 401, 402, 403, 404, 405, is arranged.
  • These Forming elements 94, 96, 98 can absorb tensile forces, but no significant compressive forces and serve the hollow chamber lip assembly 404 in the expansion state a well-defined, z. B. mat or mattress-like shape.
  • the shaping elements 94, 96 and 98 may be constructed, for example, with textile tapes having a high tensile strength.
  • the shaping elements 94, 96 and 98 can consist of the same flat structure 52 as the hollow-chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 and in this case be designed in the form of a web.
  • the hollow chamber lips may alternatively consist of a spacer fabric and the shaping elements 94, 96 of associated threads.
  • the second opening 90 of the transverse channel 24 of the thruster is closed by means of a further covering device 110, which is designed mirror-symmetrically to the cover 20 and is also in the "expansion state". Moreover, the structural design and the operation of the cover 110 correspond to those of the cover 20, so that at this point - to avoid substantive repetition - reference is made to the explanations to the cover 20.
  • the hollow-chamber lips 401, 402, 403, 404, 405 of the covering devices 20, 110 need not have the same axial length as in FIG.
  • the hollow-chamber lip arrangement 400 is rectangular or square, but can also have different lengths , For example, down, that is from the hollow chamber lip 401 to the hollow chamber lip 405 out, decreasing lengths, whereby a downwardly, ie tapered in the direction of the lower opening portion formed hollow-chamber lip assembly 400 may be shown.
  • FIGS. 1 to 7 Notwithstanding the possibility given by way of example only in FIGS. 1 to 7 to close the two-sided openings of a transverse duct of a thruster with one of the covering devices according to the invention, other openings lying below the waterline of a ship can be made closable by means of the covering device according to the invention.
  • the cover device can be designed so that the one cover has two separate hollow chamber lip arrangements, each having a plurality of hollow chamber lips are volume changeable by the supply or discharge of a fluid and thereby the two hollow chamber lip arrangements in an expansion state or in ashrinked state are displaceable.
  • the two hollow-chamber lip arrangements each have a fixed end and a free end, with the fixed ends being arranged at the upper and lower opening sections, and the two free ends, each of which can be represented by a hollow-chamber lip, filling the hollow-chamber lip arrangement in the direction of the center of the Move toward each other and in the expansion state in a central region of the opening either abut each other and thus close the opening or each rest on a surface of the stabilizer and thus close the opening.
  • a hollow-chamber lip forming the free end can form a buoyant body, which can be used to support the emptying of the hollow-chamber lip arrangement.
  • volume changeable or inflatable hollow chamber lip arrangement - essentially without mechanically movable components, in particular bearings, joints, motors and gears, gets along - a lifetime, reliable and low-maintenance operation of the cover is guaranteed.
  • the invention relates to a covering device for at least partially closing an underwater opening in a hull of a watercraft, in particular an opening of a transverse channel of a thruster.
  • the covering device has at least one volume-variable hollow-chamber lip arrangement with at least two hollow-chamber lips, and the at least two hollow-chamber lips can be set into an expansion state or into a shrink-in state by the supply or removal of a fluid, in particular air.
  • a thruster in particular a bow or stern thruster to the object.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abdeckvorrichtung zum zumindest bereichsweisen Verschließen einer unter Wasser liegenden Öffnung in einem Rumpf eines Wasserfahrzeugs, insbesondere einer Öffnung eines Querkanals eines Strahlruders. Erfindungsgemäß weist die Abdeckvorrichtung mindestens eine volumenveränderbare Hohlkammerlippenanordnung mit mindestens zwei Hohlkammerlippen auf, die durch die Zufuhr oder die Abfuhr eines Fluids, insbesondere Luft, in einen Expansionszustand oder in einen Einschrumpfzustand versetzbar sind. Infolge der volumenveränderbaren bzw. aufblasbaren Abdeckvorrichtung ist ein zuverlässiger und zugleich wartungsarmer Betrieb der Abdeckvorrichtung gegeben. Darüber hinaus hat die Erfindung ein Strahlruder, insbesondere ein Bug- oder Heckstrahlruder zum Gegenstand.

Description

B e s c h r e i b u n g
Abdeckvorrichtung sowie Strahlruder
Die Erfindung betrifft eine Abdeckvorrichtung zum zumindest bereichsweisen Verschließen einer unter Wasser liegenden Öffnung in einem Rumpf eines Wasserfahrzeugs, insbesondere einer Öffnung eines Querkanals eines Strahlruders. Darüber hinaus hat die Erfindung ein Strahlruder, insbesondere ein Bug- oder Heckstrahlruder, zum Gegenstand.
Moderne Passagier- oder Frachtschiffe verfügen im Allgemeinen über eine Vielzahl von unter Wasser liegenden Öffnungen. Derartige Öffnungen dienen zum Beispiel zum Ansaugen von Kühlwasser aus dem Fahrwasser und zur Wiedereinleitung des erwärmten Kühlwassers in das Fahrwasser des Schiffes. Weiterhin können zur Verbesserung der Manövrierfähigkeit eines Schiffes zum Beispiel Strahlruder im Bug- und/oder Heckbereich vorgesehen sein. Bei günstigen Strömungs- und Wetterverhältnissen können Strahlruder einen kostenintensiven Einsatz von Schleppern bei Anlegemanövern, insbesondere zum Querversetzen des Schiffes, entbehrlich machen. Derartige Strahlruder erfordern jedoch einen den Schiffsrumpf unterhalb der Wasserlinie im Bug- oder Heckbereich vollständig durchsetzenden Querkanal, wodurch zwei großflächige gegenüberliegende Öffnungen entstehen.
Durch die endseitigen Öffnungen des Querkanals entstehen Verwirbelungen im Wasser, die zu einer Erhöhung des Strömungswiderstands des Rumpfes im normalen Fahrbetrieb eines Schiffes führen. Hieraus resultiert wiederum eine heutzutage inakzeptable Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs. Diesem Umstand kommt aufgrund der vielfach hohen Fahrgeschwindigkeiten von Fracht- und Passagierschiffen, die in einem Bereich von 20 Knoten liegen können, eine erhöhte Bedeutung zu.
Um den Strömungswiderstand eines Schiffsrumpfs im normalen Fahrbetrieb zu reduzieren, sind beispielsweise kreisförmige Drehklappen zum Verschließen der Öffnungen eines Querkanals eines Strahlruders bekannt. Durch das Verdrehen der jeweils im Bereich einer der beiden gegenüberliegenden Öffnungen des Querkanals angeordneten Drehklappen, lassen sich die Öffnungen im normalen Fahrbetrieb des Schiffes nahezu bündig mit der Rumpfaußenhaut verschließen. Im Manöverbetrieb des Schiffes werden die Drehklappen durch Verdrehen um ihre Längsmittelachse um 90° geöffnet. Im vollständig geöffneten Zustand sind die Drehklappen parallel zur Längsrichtung des Querkanals orientiert, so dass eine von einem Antriebspropeller des Strahlruders erzeugte Wasserströmung die Drehklappen aufgrund deren in Relation zum Durchmesser des Querkanals geringer Materialstärke weitgehend ungehindert passieren kann.
Langjährige Erfahrungen mit derartigen Drehklappen haben jedoch gezeigt, dass insbesondere deren in der Regel diametral in der Öffnung angeordnete Lagerstellen einer hohen mechanischen Belastung durch den Propellerstrahl des Strahlruders, äußere Strömungskräfte sowie den Wellenschlag unterliegen. Weiterhin sind die Lagerstellen der Drehklappen permanent dem korrosiven Fahrwasser ausgesetzt. Alle Einflussfaktoren können für sich oder in Kombination miteinander im Extremfall bis zum vollständigen Herausfallen einer derartigen Drehklappe führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wartungsarme und zuverlässige Abdeckvorrichtung für eine unter Wasser liegende Öffnung in einem Rumpf eines Wasserfahrzeugs anzugeben. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein möglichst wartungsarmes Strahlruder für ein Wasserfahrzeug anzugeben.
Diese Aufgabe wird zunächst durch eine Abdeckvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass die Abdeckvorrichtung mindestens eine volumenveränderbare Hohlkam- merlippenanordnung mit mindestens zwei Hohlkammerlippen und einem Auftriebskörper aufweist und die mindestens eine Hohlkammerlippenanordnung durch die Zufuhr oder die Abfuhr eines Fluids, insbesondere Luft, in einen Expansionszustand oder in einen Einschrumpfzustand versetzbar ist, ist ein weitgehend verschleißfreier und wartungsarmer Aufbau der Abdeckvorrichtung gegeben, der insbesondere ohne Lager- oder Gelenkstellen auskommt. Infolgedessen ist ein störungsfreier Betrieb in korrosiven Medien, insbesondere in Meerwasser, gegeben. Im Expansionszustand gewährleistet der hohe Druck des eingebrachten Fluids bzw. Mediums eine hinreichende Formstabilität der Hohlkammerlippenan- ordnung und damit im normalen Fahrbetrieb einen zuverlässigen Verschluss der Öffnung im Rumpf des Schiffes. Die Abdeckvorrichtung wird bevorzugt mit Druckluft bzw. mit Luft, die unter einem höheren Druck als der Normalluftdruck (1013 hPa) steht, als Fluid betrieben, die an Bord von Schiffen in der Regel immer bereitgehalten wird. Als Fluid können ferner Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Wasser, Meerwasser oder Öl zum Einsatz kommen. Die Hohlkammerlippenanordnung kann im Expansionszustand - im Fall einer Öffnung mit einer kreisförmigen Querschnittsgeometrie - eine annähernd halbovale bzw. zungenartige Formgebung aufweisen. Alternativ kann die Hohlkammerlippenanordnung im Expansionszustand - im Fall einer Öffnung mit einer kreisförmigen Querschnittsgeometrie - eine annähernd rechteckige oder quadratische Formgebung aufweisen. Bevorzugt können alle oder einzelne Hohlkammerlippen in einen Expansionszustand und in einen Einschrumpfzustand gebracht werden um die Hohlkammerlippenanordnung in einen Expansionszustand oder in einen Einschrumpfzustand zu versetzen. Vorteilhaft bei der Ausgestaltung der Hohlkammerlippenanordnung aus einzelnen Hohlkammerlippen ist, dass diese sehr robust gegenüber externen Störeinflüssen währen des Öffnungs- und Schließvorganges ist. Auch bei Ausfall einer einzelnen Hohlkammerlippe kann die Hohlkammerlippenanordnung noch in einen Expansionszustand oder in einen Einschrumpfzustand versetzt werden.
Nach Maßgabe einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Hohlkammerlippenanordnung mindestens ein biegeschlaffes und zugfestes Formgebungselement aufweist. Hierdurch kann der Hohlkammerlippenanordnung beim Erreichen des maximalen Expansionszustands eine definierte und von einer ballonförmigen Geometrie im Allgemeinen abweichende, beispielsweise mattenförmige Formgebung, verliehen werden. Das Formgebungselement kann hierbei außerhalb oder innerhalb der Hohlkammerlippenanordnung angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung bei der innerhalb der einzelnen Hohlkammerlippen jeweils Formgebungselemente angeordnet sind. Diese können fadenartig ausgebildet sein und den Querschnitt der jeweiligen Hohlkammerlippe im Expansionszustand bestimmen. Die Größe und die Querschnitte der einzelnen Hohlkammerlippen können hierbei differieren, je nach Anordnung der Hohlkammerlippe bezüglich der Hohlkammerlippenanordnung. So können zum Beispiel Hohlkammerlippen im Bereich eines festen Endes der Hohlkammerlippenanordnung einen größeren Querschnitt aufweisen als Hohlkammerlippen im Bereich eines freien Endes der Hohlkammerlippenanordnung. Weiterhin können Hohlkammerlippen im Bereich des festen Endes in horizontaler Richtung eine größere Erstreckung als in vertikaler Richtung aufweisen und Hohlkammerlippen im Bereich des freien Endes in vertikaler Richtung eine größere Erstreckung als in horizontaler Richtung aufweisen.
Vorzugsweise ist die Hohlkammerlippenanordnung, beziehungsweise die Hohlkammerlippen mit einem fiuiddichten und flexiblen Flächengebilde aufgebaut. Dies ermöglicht eine wesentliche Gestaltänderung der Hohlkammerlippe durch die Zufuhr oder die Abfuhr des Fluids. Bei dem Flächengebilde kann es sich zum Beispiel um eine flexible und ggfls. elastische Folie oder einen fiuiddichten, ggfls. gummierten, textilen Stoff handeln, dessen Materialstärke in Relation zu dessen Flächenausdehnung klein ist. Die einzelnen Hohlkammerlippen können alternativ aus einem Abstandsgewebe hergestellt werden, wobei im inneren der Hohlkammerlippen sich Fäden befinden welche die Form der jeweiligen Hohlkammer bestimmen. Die einzelnen Hohlkammerlippen sind hierbei miteinander verbunden, beispielsweise entlang einer Längserstreckung miteinander verklebt, sodass eine Hohlkammerlippenanordnung in Form einer Platte entsteht. Durch entsprechende Anordnung und Abstufung der jeweiligen Hohlkammerlippen zueinander wird eine gewünschte Form der Hohlkammerlippenanordnung im Expansionszustand erreicht.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Öffnung im Expansionszustand der Hohlkammerlippenanordnung im Wesentlichen vollständig verschlossen und im Einschrumpfzustand im Wesentlichen vollständig freigegeben. Hierdurch ist im normalen Fahrbetrieb eines Wasserfahrzeugs, insbesondere Schiffes, die Öffnung praktisch vollständig verschlossen, so dass eine Erhöhung des Strömungswiderstands des Rumpfes im Wasser weitestgehend ausgeschlossen ist.
Bevorzugt ist im Bereich eines freien Endes der Hohlkammerlippenanordnung zumindest abschnittsweise mindestens ein bistabiles Federelement angeordnet. Durch das elastische und zugleich bistabile Element wird der Wechsel zwischen dem Einschrumpfzustand und dem Expansionszustand der Hohlkammerlippenanordnung unterstützt. Das freie Ende der Hohlkammerlippenanordnung verläuft im Expansionszustand im Wesentlichen entlang eines dem Gewässsergrund zugewandten unteren Öffnungsabschnitts und schließt im Einschrumpfzustand im Idealfall bündig mit einem hiervon weggerichteten oberen Öffnungsabschnitt ab. Das bistabile Federelement kann zum Beispiel mit Gummi, mit Kunststoff, mit einem Metall, insbesondere mit Federstahl, oder einer Kombination der genannten Materialien gebildet sein.
Vorzugsweise erfolgt ein Wechsel zwischen dem Expansionszustand und dem Einschrumpfzustand der Hohlkammerlippenanordnung und umgekehrt aufgrund des bistabilen Federelements sprunghaft. Infolgedessen werden Zwischenzustände, in denen die Öffnung nur teilweise von der Abdeckvorrichtung verschlossen bzw. von dieser freigegeben ist, schnell durchlaufen. Ein Ansaugen von Teilen des Flächengebildes der Hohlkammerlippe durch den Propeller des Strahlruders wird somit zuverlässig vermieden.
Bevorzugt sind mindestens zwei Hohlkammerlippen mit jeweils einem Anschluss zum Zuführen und/oder Abführen des Fluids ausgestattet. Vorzugsweise sind alle Hohlkammerlippen mit jeweils einem eigenem Anschluss ausgestattet. Es können jedoch auch zwei oder mehre einzelne Hohlkammerlippen fluidisch miteinander verbunden sein, sodass für diese Kammern ein einzelener Anschluss zum Befüllen und Entleeren genügt.
Eine bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die mindestens zwei Hohlkammerlippen über ihren Anschluss unabhängig voneinander mit Fluid gefüllt oder/und geleert werden können. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Hohlkammer Uppen über ihren Anschluss zeitlich unabhängig voneinander mit Fluid gefüllt oder/und geleert werden können. Vorzugsweise können die mindestens zwei Hohlkammerlippen über ihren Anschluss mit unterschiedlichem Fluid gefüllt oder/und geleert werden.
Bei einer Weiterbildung ist in der Öffnung zumindest bereichsweise ein Anlageelement mit einem kleinen Strömungswiderstand, insbesondere ein Gitter, angeordnet. Hierdurch ist im Expansionszustand eine zumindest einseitig wirkende, seitliche Abstützung der Hohlkammerlippenanordnung in der Verlaufsrichtung des Querkanals gewährleistet. Dieses Anlageelement kann zum Beispiel mit Gittern, Lochblechen etc. realisiert sein. Bevorzugt legt sich die Hohlkammerlippenanordnung innerhalb des Querkanals von innen an das Anlageelement an. Im Fall einer bevorzugten Ausführung ist die mindestens eine Hohlkammerlippenanordnung im Einschrumpfzustand vollständig in einem Lagerraum und das freie Ende der Hohlkammerlippenanordnung im Expansionszustand zumindest bereichsweise formschlüssig in einer Vertiefung aufnehmbar. Durch den Lagerraum ist gewährleistet, dass sich die Hohlkammerlippenanordnung im Einschrumpfzustand vollständig aus dem Querschnitt der Öffnung zurückzieht und keine relevante Erhöhung des Strömungswiderstands im Betrieb des Strahlruders eintritt. Aufgrund der Vertiefung ist eine zusätzliche Lagesicherung des freien Endes der Hohlkammerlippenanordnung in deren Expansionszustand gewährleistet, was zu einer weiteren Verbesserung der Abdichtungsfunktionalität der Abdeckvorrichtung führt. Die bevorzugt quaderförmige Vertiefung ist im Allgemeinen im Bereich eines Tiefpunkts des unteren Öffnungsabschnitts der Öffnung vorgesehen. Unter dem Begriff des Tiefpunkts wird im Kontext der Beschreibung ein fiktiver, dem Meererboden am nächsten liegender Punkt bzw. ein "unterer" Scheitelpunkt der halbkreisförmigen Querschnittsgeometrie der unteren Öffnung des Strahlruders verstanden.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Auftriebskörper im Bereich des freien Endes der Hohlkammerlippenanordnung angeordnet und weist eine geringere Dichte als Wasser auf. Durch die vom Gewässer- bzw. Meeresgrund weggerichtete bzw. entgegen der Schwerkraft wirkende Auftriebskraft des Auftriebskörpers wird der Übergang zwischen dem Expansionszustand und dem Einschrumpfzustand der Hohlkammerlippenanordnung unterstützt. Der Auftriebskörper kann beispielsweise die Form eines Torusabschnitts aufweisen. Weiterhin können mehrere, bevorzugt gleichmäßig zueinander beabstandet über das freie Ende der Hohlkammerlippe verteilt angeordnete Auftriebskörper vorgesehen sein. Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Auftriebskörpers sieht vor, dass eine Hohlkammerlippe, bevorzugt die das freie Ende der Hohlkammerlippenanordnung bildende Hohlkammerlippe den Auftriebskörper darstellt. Bevorzugt ist hierbei die den Auftriebskörper bildende Hohlkammerlippe im Expansionszustand der Hohlkammerlippenanordnung mit Druckluft befüllt. Beim Entleeren der anderen Hohlkammerlippen drückt die den Auftriebskörper bildende Hohlkammerlippe aufgrund ihres Auftriebs die anderen Hohlkammerlippen nach oben und kann gegebenenfalls das Entleeren noch unterstützen. Die anderen Hohlkammerlippen können ebenfalls mit Druckluft befüllt sein, es wäre jedoch auch denkbar als Fluid beispielsweise umgebendes Seewasser vorzusehen. Dies hätte den Vor- teil, dass beim Befüllen nicht gegen den Auftrieb des Fluids gearbeitet werden müsste. Vorzugsweise können die einzelnen Hohlkammerlippen zeitlich unabhängig, beispielsweise versetzt, befüllt und entleert werden, was die Befüllung und das Entleeren unterstützt. So kann vorzugsweise die den Auftriebsköper bildende Hohlkammelippe zuletzt befüllt werden und/oder zuletzt entleert werden. Weiterhin kann durch eine vorgegebene Reihenfolge beim Befüllen und/oder Entleeren der einzelnen Hohlkammerlippen die Hohlkam- merlippenanordnung in verschiedene Endlagen gebracht werden. Bei einer Ausgestaltung des Auftriebskörpers als Hohlkammerlippe kann auf weitere zusätzliche Auftriebskörper verzichtet werden.
Darüber hinaus wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein Strahlruder, insbesondere ein Bug- oder Heckstrahlruder, nach Maßgabe des Patentanspruchs 10 gelöst.
Dadurch, dass das Strahlruder für ein Wasserfahrzeug mindestens eine Abdeckvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9 aufweist, lässt sich ein Strahlruder für ein Wasserfahrzeug bereitstellen, dessen in der Regel zwei Öffnungen aufweisender Querkanal zuverlässig und wartungsarm verschließbar und wieder freigebbar sind. Hierdurch können die Öffnungen im normalen Fahrbetrieb zur Minimierung des Strömungswiderstands vollständig geschlossen und im Manövrierbetrieb bei aktivem Strahlruder komplett freigegeben werden. Das Strahlruder kann zum Beispiel als Bug- oder als Heckstrahlruder ausgeführt sein. Die erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtungen kommen hierbei ohne störanfällige mechanische Gelenk- und Lagerstellen aus, die vielfach zu Ausfällen neigen. Weiterhin sind keine störanfälligen mechanischen Antriebsorgane, wie zum Beispiel Getriebe oder Motoren, zum Betrieb der Abdeckvorrichtung notwendig.
In der Zeichnung weisen dieselben konstruktiven Elemente die gleichen Bezugsziffern auf. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine unter Wasser liegende Öffnung eines Strahlruders in einem Rumpf eines Wasserfahrzeugs mit einer Abdeckvorrichtung in einem vollständigen Einschrumpfzustand, Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Abdeckvorrichtung von Fig. 1 in einem vollständigen Expansionszustand, und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Strahlruder mit der Abdeckvorrichtung von Fig. 1, 2 und einer weiteren Abdeckvorrichtung.
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine unter Wasser liegende Öffnung eines Strahlruders in einem Rumpf eines Wasserfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung in einem vollständigen Einschrumpfzustand,
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf die Abdeckvorrichtung von Fig. 4 in einem vollständigen Expansionszustand,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Strahlruder mit einer weiteren erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung und einer weiteren Abdeckvorrichtung in einem vollständigen Einschrumpfzustand
Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Strahlruder mit der Abdeckvorrichtungen von Fig. 6 in einem vollständigen Expansionszustand.
Die Fig. 1 illustriert eine Draufsicht auf eine unter Wasser liegende Öffnung eines Strahlruders in einem Rumpf eines Wasserfahrzeugs mit einer Abdeckvorrichtung in einem vollständigen Schrumpfzustand.
In einem Rumpf 10 eines hier exemplarisch als Schiff ausgebildeten Wasserfahrzeugs 12 befindet sich eine unter Wasser 14 liegende Öffnung 16 mit einer kreisförmigen Querschnittsgeometrie, die mittels einer erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung 20 zeitweise verschließbar ist. Die Öffnung 16 ist hier lediglich beispielhaft als eine Steuer- oder back- bordseitige Öffnung 22 eines den Rumpf 10 vollständig durchsetzenden Querkanals 24 eines Strahlruders 26 ausgestaltet. Das Strahlruder 26 verfügt über eine Antriebseinheit 28 zum drehenden Antrieb eines Propellers 30, um eine zum leichteren Manövrieren notwendige, starke Wasserströmung in dem quer zu einer Längsachse 32 des Rumpfes 10 verlaufenden Querkanal 24 zu erzeugen. Das Strahlruder 26 kann hierbei zum Beispiel als ein Bug- oder Heckstrahlruder 34 ausgeführt sein. Grundsätzlich lassen sich mittels der Ab- deckvorrichtung 20 beliebige unter Wasser liegende Öffnungen in einem Rumpf eines Wasserfahrzeugs verschließen.
Die Abdeckvorrichtung 20 umfasst unter anderem eine volumenveränderbare, näherungsweise sackförmige Hohlkammerlippe 40, die in dem hier dargestellten vollständigen "Einschrumpfzustand" komplett in einem Lagerraum 42 im Bereich des Rumpfes 10 aufgenommen ist, so dass die Öffnung 22 vollständig freigegeben ist und bei aktiviertem Strahlruder 26 eine Beeinträchtigung der Wasserströmung im Querkanal 24 praktisch ausgeschlossen ist.
Über einen rohrförmigen Anschluss 44 kann der Hohlkammerlippe 40 ein Fluid 46, bei dem es bevorzugt um Druckluft 48 oder ein anderes Gas handelt, zugeführt oder aus dieser abgeführt bzw. abgesaugt werden. Durch eine ausreichende Zufuhr von Druckluft 48 wird die Hohlkammerlippe 40 in den s. g. "Expansionszustand", d. h. einen vollständig expandierten Zustand (vgl. insb. Fig. 2) versetzt, während die Hohlkammerlippe 40 durch das möglichst komplette Absaugen der Druckluft 48 in den hier gezeigten, s. g. "Einschrumpfzustand" versetzbar ist.
Um den Übergang von dem "Expansionszustand" in den "Einschrumpfzustand" zu unterstützen, ist in die Hohlkammerlippe 40 ein Auftriebskörper 50 integriert, dessen Dichte deutlich kleiner als die von Wasser ist. Die Hohlkammerlippe 40 ist mit einem fluiddich- ten, faltbaren sowie möglichst flexiblen und ggfls. elastischen Flächengebilde 52 aufgebaut. Der Auftriebskörper 50 ist hier exemplarisch im Bereich eines freien Endes 54 der Hohlkammerlippe 40 und außerhalb dieser angeordnet. Ein vom freien Ende 54 weggerichtetes festes Ende 56 der Hohlkammerlippe 40 ist im Bereich eines oberseitigen Deckels 58 des Lagerraums 42 angebracht. Bei dem Flächengebilde 52 der Hohlkammerlippe 40 kann es sich beispielsweise um eine optional faserarmierte, hochfeste Kunststofffolie oder eine Elastomerfolie handeln.
Weiterhin verfügt die Hohlkammerlippe 40 über ein bistabiles Federelement 60, z. B. eine dickwandige Kunststoffmatte, die im hier dargestellten "Einschrumpfzustand" im Wesentlichen entlang eines vom Gewässergrund 62 bzw. dem Meeresgrund abgewandten, oberen Öffnungsabschnitts 64 verläuft. Das eine im Wesentlichen halbkreisringförmige Quer- Schnittsgeometrie aufweisende bistabile Federelement 60 dient dazu, jeden Wechsel zwischen dem "Einschrumpfzustand" und dem "Expansionszustand" der Hohlkammerlippe 40 nach Art des "Knackfroschprinzips" übergangslos bzw. möglichst sprunghaft erfolgen zu lassen, um Zwischenzustände zu vermeiden. An den oberen Öffnungsabschnitt 64 schließt sich umfangsseitig ein dem Gewässergrund 62 zugerichteter unterer Öffnungsabschnitt 66 an. Sowohl der obere als auch der untere Öffnungsabschnitt 64, 66 verfügen hier jeweils über eine näherungsweise halbzylindrische Formgebung, die zusammen eine in etwa kreisförmige Querschnittsgeometrie des Querkanals 24 ausbilden.
Darüber hinaus ist hier ein exemplarisch als ein Gitter 68 ausgestaltetes Anlageelement 70 vorgesehen, das als eine einseitige Seitenführung für die Hohlkammerlippe 40 in ihrem vollständig expandierten Zustand bzw. im Expansionszustand dient. Alternativ kann ein weiteres, hier nicht dargestelltes Gitter vorgesehen sein, das parallel beabstandet zum Gitter 68 verläuft, so dass im "Expansionszustand" der Hohlkammerlippe 40 (vgl. insb. Fig. 2) - der üblicherweise im normalen Fahrbetrieb des Wasserfahrzeugs bzw. des Schiffes zum Verschließen der Öffnung 22 des Querkanals 24 eingestellt ist - eine besonders zuverlässige beidseitige Führung der Hohlkammerlippe 40 zwischen beiden Gittern gewährleistet ist.
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Abdeckvorrichtung von Fig. 1 im vollständigen "Expansionszustand" .
Im "Expansionszustand" verläuft das freie Ende 54 der Hohlkammerlippe 40 bzw. das bistabile Federelement 60 im Bereich des unteren Öffnungsabschnitts 66, wodurch die Öffnung 22 des Strahlruders 26 praktisch vollständig verschlossen ist und sich im normalen Fahrbetrieb keine nennenswerte Erhöhung des Strömungswiderstands des Rumpfes 10 des Wasserfahrzeugs 12 ergibt. Der Auftriebskörper 50 ist im "Expansionszustand" im Bereich eines Tiefpunkts 80 des unteren Öffnungsabschnitts 66 lokalisiert.
Hierbei stützt sich die zungenförmige Hohlkammerlippe 40 einseitig an dem Gitter 68 ab. Der Wechsel vom "Einschrumpfzustand" (vgl. insb. Fig. 1) in den hier gezeigten "Expansionszustand" der Hohlkammerlippe 40, erfolgt durch das Zuführen von Druckluft 48 über den Anschluss 44 in das sackartige Flächengebilde 52 der Hohlkammerlippe 40, das sich infolgedessen bis zum Erreichen des vollständigen "Expansionszustands" aufbläht. Das bistabile Federelement 60 springt beim Übergang vom "Einschrumpfzustand" in den "Expansionszustand" schlagartig bzw. übergangslos in die hier gezeigte Stellung, die spiegelsymmetrisch zum Verlauf des Federelements 60 im Einschrumpfzustand ist und in der das Federelement 60 bzw. das freie, halbkreisförmige Ende 54 der Hohlkammerlippe 40 zur Gewährleistung einer optimalen Abdichtungswirkung im Idealfall vollständig im Bereich des unteren Öffnungsabschnitts 66 der Öffnung 22 des Strahlruders 26 anliegt.
Die Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch das Strahlruder mit der Abdeckvorrichtung von Fig. 1, 2 und eine weitere Abdeckvorrichtung.
Das Strahlruder 26 umfasst den den Rumpf 10 des Wasserfahrzeugs 12 unter Wasser 14 vollständig durchsetzenden Querkanal 24. Der näherungsweise hohlzylindrische Querkanal 24 verfügt über die Öffnung 22 sowie eine weitere, gegenüberliegend zu dieser in den Rumpf 10 eingebrachte Öffnung 90. Unterhalb des Rumpfes 10 des Wasserfahrzeugs 12 liegt beabstandet der Gewässergrund 62. Innerhalb des Querkanals 24 des Strahlruders 26 befindet sich der Propeller 30 mit seiner zumindest teilweise außerhalb des Querkanals 24 angeordneten Antriebseinheit 28.
Die Öffnung 22 des Querkanals 24 ist durch die sich hier im "Expansionszustand" befindende Abdeckvorrichtung 20 vollständig verschlossen bzw. bedeckt. Mittels der über den Anschluss 44 bevorzugt ständig zu- bzw. nachgeführten Druckluft 48 ist eine dauerhafte Aufrechterhaltung des "Expansionszustands" der Hohlkammerlippe 40 im normalen Fahrbetrieb des Wasserfahrzeugs 12 möglich.
Im Bereich des freien Endes 54 der Hohlkammerlippe 40 befinden sich das bistabile Federelement 60 und der Auftriebskörper 50. Durch das hier perspektivisch angedeutete und hier als Gitter 68 realisierte Anlageelement 70 erfährt die Hohlkammerlippe 40 eine seitliche Lagesicherung, so dass diese stets bündig mit dem Rumpf 10 des Wasserfahrzeugs 12 abschließt und im normalen Fahrbetrieb ein zuverlässiger Verschluss der Öffnung 22 gewährleistet ist.
Zur weiteren Optimierung der Lagesicherung der Hohlkammerlippe 40 innerhalb der Öffnung 22 ist in dem unteren Öffnungsabschnitt 66 im Bereich des Tiefpunkts 80 mindestens eine zum Beispiel quaderförmige Vertiefung 92 bzw. ein parallel zu einer Schiffslängsachse verlaufender "Graben" bzw. eine "Rinne" vorgesehen, in der das freie Ende 54 der Hohlkammerlippe 40 im "Expansionszustand" zumindest bereichsweise formschlüssig aufnehmbar bzw. darin einbringbar ist.
Innerhalb der Hohlkammerlippe 40 sind hier lediglich exemplarisch drei zum Beispiel band- oder bahnenförmige Formgebungselement 94, 96, 98 vorgesehen. Diese Formgebungselemente 94, 96, 98 können Zugkräfte, jedoch keine wesentlichen Druckkräfte aufnehmen und dienen dazu, der Hohlkammerlippe 40 im Expansionszustand eine wohldefinierte, z. B. matten- bzw. matratzenartige Form zu verleihen. Die Formgebungselemente 94, 96 verlaufen vorzugsweise annähernd parallel zum Querkanal 24, während das einzelne Formgebungselement 98 unter einem Winkel α von hier lediglich beispielsweise etwa 85° geneigt zu dem Querkanal 24 verläuft. Das Formgebungselement 98 kann zum Beispiel zwischen dem bistabilen Federelement 60 und dem oberseitig im Lagerraum 42 fixierten festen Ende 56 der Hohlkammerlippe 40 angeordnet sein. Die Formgebungselemente 94, 96 sowie 98 können zum Beispiel mit textilen Bändern mit einer hohen Zugfestigkeit aufgebaut sein. Alternativ können die Formgebungselemente 94, 96 sowie 98 aus demselben Flächengebilde 52 wie die Hohlkammerlippe 40 bestehen und hierbei bahnför- mig ausgestaltet sein.
Die zweite Öffnung 90 des Querkanals 24 des Strahlruders 26 ist mittels einer weiteren Abdeckvorrichtung 110 verschließbar. Die Abdeckvorrichtung 110 für die Öffnung 90 ist spiegelsymmetrisch zu der Abdeckvorrichtung 20 ausgeführt, befindet sich jedoch hier im Gegensatz zu der Abdeckvorrichtung 20 im "Einschrumpfzustand". Im Übrigen korrespondiert der konstruktive Aufbau sowie die Funktionsweise der Abdeckvorrichtung 110 mit dem der Abdeckvorrichtung 20, so dass an dieser Stelle - um inhaltliche Wiederholungen zu vermeiden - auf die Erläuterungen zu der Abdeckvorrichtung 20 verwiesen sei (vgl. insb. Fig. 1, 2). Die Hohlkammlippe 40 der Abdeckvorrichtung 20 muss nicht zwingend nach unten, d. h. in Richtung des unteren Öffnungsabschnitts 66 verjüngt ausgebildet sein. Dasselbe gilt für die andere Abdeckvorrichtung 110.
Die Fig. 4 illustriert eine Draufsicht auf eine unter Wasser liegende Öffnung eines Strahlruders in einem Rumpf eines Wasserfahrzeugs mit einer alternativen Abdeckvorrichtung in einem vollständigen Schrumpfzustand. Im Gegensatz zu Figur 1 ist hierbei als Hohlkam- merlippenanordnung nicht nur eine Hohlkammerlippe 40 vorgesehen, sondern die Hohl- kammerlippenanordnung 400 weist fünf separate Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405. In der weiteren Beschreibung der Figuren 4 bis 7 werden lediglich die Unterschiede zu den Figuren 1 bis 3 beschrieben.
Die Abdeckvorrichtung 20 umfasst unter anderem eine volumenveränderbare, Hohlkam- merlippenanordnung 400, die in dem hier dargestellten vollständigen "Einschrumpfzustand" komplett in einem Lagerraum 42 im Bereich des Rumpfes aufgenommen ist, so dass die Öffnung 22 vollständig freigegeben ist und bei aktiviertem Strahlruder eine Beeinträchtigung der Wasserströmung im Querkanal praktisch ausgeschlossen ist. Die fünf separaten Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 sind alle in ihrem vollständigen "Einschrumpfzustand" dargestellt, womit die Hohlkammerlippenanordnung 400 ebenfalls in ihrem vollständigen "Einschrumpfzustand" dargestellt ist. Die fünf separaten Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 weisen jeweils einen eigenen Anschluss 441, 442, 443, 444, 445 auf, welcher im Wesentlichen schlauchförmig und endseitig rohrförmige ausgebildet ist und über den den einzelnen Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 ein Fluid , bei dem es sich bevorzugt um Druckluft oder ein anderes Gas handelt, zugeführt oder aus diesen abgeführt bzw. abgesaugt werden kann. Die Anschlüsse 441, 442, 443, 444, 445 aller Hohlkammerlippen sind dermaßen an den Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 angeordnet, dass sie sowohl im "Expansionszustand"als auch im "Einschrumpfzustand" außerhalb der Öffnung 22 liegen. Hierzu ist der Anschluss 441 der Hohlkammerlippe 401, welche das feste Ende 56 der Hohlkammerlippenanordnung 400 bildet mittig an der Hohlkammerlippe 401 angeordnet. Die Anschlüsse 442, 443, 444 und 445 der anderen Hohlkammern sind abwechselnd links und rechts an den seitlichen Enden der Hohlkammerlippen 402, 403, 404 und 405 bauraumoptimiert angeordnet und mittels jeweils einem schlauchförmigen flexiblem Zwischenstück mit den Hohlkammerlippen verbunden.
Durch eine ausreichende Zufuhr von Druckluft in alle Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 wird die Hohlkammerlippenanordnung 400 in den s. g. "Expansionszustand", d. h. einen vollständig expandierten Zustand (vgl. insb. Fig. 5) versetzt, während die Hohlkammerlippenanordnung 40 durch das möglichst komplette Absaugen oder Ablassen der Druckluft aus allen Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405) in den hier gezeigten, s. g. "Einschrumpfzustand" versetzbar ist.
Auf einen den Übergang von dem "Expansionszustand" in den "Einschrumpfzustand" unterstützenden separaten Auftriebskörper 50 wie in den Figuren 1 bis 3 ist im Ausführungsbeispiel der Figuren 4 bis 7 verzichtet. Der Auftriebskörper wird in den Figuren 4 bis 7 durch die das freie Ende 54 der Hohlkammerlippenanordnung 400 bildende Hohlkammerlippe 405 gebildet. Hierzu ist die Hohlkammerlippe 405 über ihren Anschluss 445 mit Druckluft beaufschlagbar wobei die Hohlkammerlippe 405 bei einem Übergang von dem "Expansionszustand" in den "Einschrumpfzustand" der Hohlkammerlippenanordnung 400 vorzugsweise als letzte der Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 vollständig entleert, beziehungsweise in den "Einschrumpfzustand" gebracht wird. Die mit Luft gefüllte Hohlkammerlippe 405 stellt somit den Auftriebskörper dar und hebt die entleerten Hoh- kammerlippen 401, 402, 403, 404, in den Lagerraum 42. Unterstützend könnte jedoch auch noch zusätzlich ein separater Auftriebskörper in oder an der Hohlkammerlippe 405 angeordnet sein. Es kann jedoch auch gänzlich auf einen separaten Auftriebskörper verzichtet werden, sodass die Hohlkammerlippe 401, oder gegebenenfalls weitere Hohlkammerlippen den oder die einzigen Auftriebskörper darstellen. Beispielsweise stellen bei einer sukzessiven Entleerung der Hohlkammerlippen von oben nach unten, alle weiter unten liegenden Hohlkammerlippen Auftriebskörper für die darüber liegenden Hohlkammerlippen dar.
Auf ein den Übergang von dem "Expansionszustand" in den "Einschrumpfzustand" unterstützendes Federelement 60 wie in den Figuren 1 bis 3 ist in den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 bis 7 verzichtet.
Die Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Abdeckvorrichtung von Fig. 4 im vollständigen "Expansionszustand" .
Im "Expansionszustand" verläuft das freie Ende 54 der Hohlkammerlippenanordnung 400, welche durch die Hohlkammerlippe 405 gebildet wird im Bereich des unteren Öffnungsabschnitts, wodurch die Öffnung 22 des Strahlruders praktisch vollständig verschlossen ist und sich im normalen Fahrbetrieb keine nennenswerte Erhöhung des Strömungswiderstands des Rumpfes des Wasserfahrzeugs ergibt. Der Auftriebskörper welcher von der Hohlkammerlippe 405 gebildet wird, ist im "Expansionszustand" im Bereich eines Tiefpunkts des unteren Öffnungsabschnitts lokalisiert.
Der Wechsel vom "Einschrumpfzustand" (vgl. insb. Fig. 4) in den hier gezeigten "Expansionszustand" der Hohlkammerlippenanordnung 400, erfolgt durch das Zuführen von Druckluft über die Anschlüsse 441, 442, 443, 444, 445 in die schlauchförmigen Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 welche sich infolgedessen bis zum Erreichen des vollständigen "Expansionszustands" aufblähen. Grundsätzlich könnten die oberen schlauchförmigen Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404 mit Seewasser als Fluid gefüllt werden und lediglich die Hohlkammerlippe 405 als Auftriebskörper mit Druckluft gefüllt werden um die Funktionalität der Abdeckvorrichtung 20 darzustellen.
Die Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch das Strahlruder mit einer weiteren erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung und einer weiteren Abdeckvorrichtung in einem vollständigen Einschrumpfzustand
Das Strahlruder 26 umfasst den den Rumpf 10 des Wasserfahrzeugs 12 unter Wasser 14 vollständig durchsetzenden Querkanal 24. Der näherungsweise hohlzylindrische Querkanal 24 verfügt über die Öffnung 22 sowie eine weitere, gegenüberliegend zu dieser in den Rumpf 10 eingebrachte Öffnung 90. Unterhalb des Rumpfes 10 des Wasserfahrzeugs 12 liegt beabstandet der Gewässergrund. Innerhalb des Querkanals 24 des Strahlruders 26 befindet sich der Propeller 30 mit seiner zumindest teilweise außerhalb des Querkanals 24 angeordneten Antriebseinheit 28.
Die beiden Abdeckvorrichtung 20 und 110 für die Öffnungen 22 und 90 des Querkanals 24 sind spiegelsymmetrisch zueinander ausgeführt und befinden sich im "Einschrumpfzustand". Die Abdeckvorrichtungen 20 und 110 bestehen im Wesentlichen aus den Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405, welche unterschiedliche Volumina aufnehmen können und auch im "Einschrumpfzustand" unterschiedliche Volumina im Lagerraum 42 benötigen. Die Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 sind jeweils über eigene Anschlüsse mit Druckluft befüllbar, wobei in der Figur 6 lediglich der Anschluss 441 der obersten Hohlkammerlippe 401 gezeigt ist. Die Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch das Strahlruder mit der Abdeckvorrichtungen von Fig. 6 in einem vollständigen Expansionszustand
Die Öffnung 22 des Querkanals 24 ist durch die sich hier im "Expansionszustand" befindende Abdeckvorrichtung 20 vollständig verschlossen bzw. bedeckt. Mittels der über die Anschlüsse 441, 442, 443, 444, 445 bevorzugt ständig zu- bzw. nachgeführten Druckluft 48 ist eine dauerhafte Aufrechterhaltung des "Expansionszustands" der die Hohlkammer- lippenanordnung 400 bildenden Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 im normalen Fahrbetrieb des Wasserfahrzeugs 12 möglich.
Die Hohlkammerlippe 405 im Bereich des freien Endes 54 der Hohlkammerlippenanord- nung 400 bildet einen Auftriebskörper 50. Durch das hier perspektivisch angedeutete und hier als Gitter 68 realisierte Anlageelement erfahren die Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 eine seitliche Lagesicherung, so dass diese stets bündig mit dem Rumpf 10 des Wasserfahrzeugs 12 abschließen und im normalen Fahrbetrieb ein zuverlässiger Verschluss der Öffnung 22 gewährleistet ist. Die Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 liegen innerhalb des Querkanals 24 einseitig an dem Gitter 68 an.
Zur weiteren Optimierung der Lagesicherung der Hohlkammerlippenanordnung 400 innerhalb der Öffnung 22 ist in dem unteren Öffnungsabschnitt 66 im Bereich des Tiefpunkts mindestens eine zum Beispiel quaderförmige Vertiefung 92 bzw. ein parallel zu einer Schiffslängsachse verlaufender "Graben" bzw. eine "Rinne" vorgesehen, in der die unterste Hohlkammerlippe 445, welche das freie Ende 54 der Hohlkammerlippenanordnung 400 bildet im "Expansionszustand" zumindest bereichsweise formschlüssig aufnehmbar bzw. darin einbringbar ist.
Innerhalb der Hohlkammerlippe 401 sind hier lediglich exemplarisch zwei, zum Beispiel faden-, band- oder bahnenförmige Formgebungselemente 94, vorgesehen. Innerhalb der Hohlkammerlippe 405 sind ebenfalls zwei lediglich exemplarisch zum Beispiel faden-, band- oder bahnenförmige Formgebungselemente 96, angeordnet. Es versteht sich, das auch die übrigen Hohlkammerlippen 402, 403, 404 Formgebungselemente aufweisen können. Weiterhin ist außerhalb der Hohlkammerlippen ein weiteres Formgebungselement 98, welches die Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 überspannt, angeordnet. Diese Formgebungselemente 94, 96, 98 können Zugkräfte, jedoch keine wesentlichen Druckkräfte aufnehmen und dienen dazu, der Hohlkammerlippenanordnung 404 im Expansionszustand eine wohldefinierte, z. B. matten- bzw. matratzenartige Form zu verleihen. Die Formgebungselemente 94, 96 sowie 98 können zum Beispiel mit textilen Bändern mit einer hohen Zugfestigkeit aufgebaut sein. Alternativ können die Formgebungselemente 94, 96 sowie 98 aus demselben Flächengebilde 52 wie die Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 bestehen und hierbei bahnförmig ausgestaltet sein.
Die Hohlkammerlippen können alternativ aus einem Abstandsgewebe bestehen und die Formgebungselemente 94, 96 aus zugehörigen Fäden.
Die zweite Öffnung 90 des Querkanals 24 des Strahlruders ist mittels einer weiteren Abdeckvorrichtung 110 verschlossen, welche spiegelsymmetrisch zu der Abdeckvorrichtung 20 ausgeführt ist und sich ebenfalls im "Expansionszustand" befindet. Im Übrigen korrespondieren der konstruktive Aufbau sowie die Funktionsweise der Abdeckvorrichtung 110 mit dem der Abdeckvorrichtung 20, so dass an dieser Stelle - um inhaltliche Wiederholungen zu vermeiden - auf die Erläuterungen zu der Abdeckvorrichtung 20 verwiesen sei. Die Hohlkammerlippen 401, 402, 403, 404, 405 der Abdeckvorrichtungen 20, 110 müssen nicht wie in Figur 5 die gleiche axiale Länge aufweisen, womit im„Expansionszustand" die Hohlkammerlippenanordnung 400 rechteckig, beziehungsweise quadratisch ausgebildet ist, sondern können auch unterschiedliche Längen, aufweisen, beispielsweise nach unten, das heißt von der Hohlkammerlippe 401 zur Hohlkammerlippe 405 hin, abnehmende Längen aufweisen, womit eine nach unten, d. h. in Richtung des unteren Öffnungsabschnitts verjüngt ausgebildete Hohlkammerlippenanordnung 400 dargestellt werden kann.
Abweichend von der in den Fig. 1 bis 7 lediglich exemplarisch angeführten Möglichkeit, die beidseitigen Öffnungen eines Querkanals eines Strahlruders mit jeweils einer der erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtungen zu verschließen, lassen sich mittels der erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung auch andere, unterhalb der Wasserlinie eines Schiffes liegende Öffnungen verschließbar gestalten.
Beispielhaft sei hier auf die Möglichkeit einer Abdeckvorrichtung für eine Öffnung für einen Stabilisator eines Schiffes verwiesen, bei der der Stabilisator in einer Stabilisatorkammer im Schiffsrumpf untergebracht ist und in dieser ein- und ausschwenkbar angeord- net ist. Eine alternative nicht dargestellte Ausgestaltung der Abdeckvorrichtung kann hierbei dermaßen ausgebildet sein, dass die eine Abdeckvorrichtung zwei voneinander getrennte Hohlkammerlippenanordnungen aufweist, welche jeweils mehrere Hohlkammerlippen aufweisen die durch die Zufuhr oder die Abfuhr eines Fluids volumenveränderbar sind und dadurch die beiden Hohlkammerlippenanordnungen in einen Expansionszustand oder in einen Einschrumpfzustand versetzbar sind. Die beiden Hohlkammerlippenanordnungen weisen hierbei jeweils ein festes und ein freies Ende auf, wobei die festen Enden am oberen und am unteren Öffnungsabschnitt angeordnet sind und die beiden freien Enden, welche jeweils durch eine Hohlkammerlippe darstellbar sind, sich beim Befüllen der Hohlkammerlippenanordnung in Richtung der Mitte der Öffnung aufeinander zu bewegen und im Expansionszustand in einem mittigen Bereich der Öffnung entweder aneinander anliegen und somit die Öffnung verschließen oder jeweils an einer Oberfläche des Stabilisators anliegen und damit die Öffnung verschließen. Zumindest für die obere der beiden Hohlkammerlippenanordnungen kann eine das freie Ende bildende Hohlkammerlippe einen Auftriebskörper bilden, welcher beim Entleeren der Hohlkammerlippenanordnung unterstützend eingesetzt werden kann.
Infolge des konstruktiv einfachen Aufbaus der volumenveränderbaren bzw. aufblasbaren Hohlkammerlippenanordnung - der im Wesentlichen ohne im engeren Sinn mechanischbewegliche Komponenten, insbesondere Lagerstellen, Gelenkstellen, Motoren sowie Getriebe, auskommt - ist ein lebensdauerlanger, verlässlicher und wartungsarmer Betrieb der Abdeckvorrichtung gewährleistet.
Die Erfindung betrifft eine Abdeckvorrichtung zum zumindest bereichsweisen Verschließen einer unter Wasser liegenden Öffnung in einem Rumpf eines Wasserfahrzeugs, insbesondere einer Öffnung eines Querkanals eines Strahlruders. Erfindungsgemäß weist die Abdeckvorrichtung mindestens eine volumenveränderbare Hohlkammerlippenanordnung mit mindestens zwei Hohlkammerlippen auf und die mindestens zwei Hohlkammerlippen sind durch die Zufuhr oder die Abfuhr eines Fluids, insbesondere Luft, in einen Expansionszustand oder in einen Einschrumpfzustand versetzbar. Infolge der volumenveränderbaren bzw. aufblasbaren Abdeckvorrichtung ist ein zuverlässiger und zugleich wartungsarmer Betrieb der Abdeckvorrichtung gegeben. Darüber hinaus hat die Erfindung ein Strahlruder, insbesondere ein Bug- oder Heckstrahlruder zum Gegenstand. Bezugszeichenliste
10. Rumpf 80. Tiefpunkt
12. Wasserfahrzeug
14. Wasser
16. Öffnung (allgemein)
90. Öffnung(Querkanal)
20. Abdeckvorrichtung 92. Vertiefung
22. Öffnung (Querkanal) 94. Formgebungselement
24. Querkanal (Strahlruder) 96. Formgebungselement
26. Strahlruder 98. Formgebungselement
28. Antriebseinheit
30. Propeller
32. Längsachse (Rumpf)
34. Bug- oder Heckstrahlruder 110. Abdeckvorrichtung
40. Hohlkammerlippe 400. Hohlkammerlippenanordnung
42. Lagerraum 401. Hohlkammerlippe
44. Anschluss 402. Hohlkammerlippe
46. Fluid 403. Hohlkammerlippe
48. Druckluft (Luft) 404. Hohlkammerlippe
50. Auftriebskörper 405. Hohlkammerlippe
52. Flächengebilde
54. freies Ende 441. Anschluss
56. festes Ende 442. Anschluss
58. Deckel (Lagerraum) 443. Anschluss
60. bistabiles Federelement 444. Anschluss
62. Gewässergrund 445. Anschluss
64. oberer Öffnungsabschnitt
66. unterer Öffnungsabschnitt
68. Gitter
70. Anlageelement

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Abdeckvorrichtung sowie Strahlruder
Abdeckvorrichtung (20, 110) zum zumindest bereichsweisen Verschließen einer unter Wasser liegenden Öffnung (16, 22, 90) in einem Rumpf (10) eines Wasserfahrzeugs (12), insbesondere einer Öffnung (22, 90) eines Querkanals (24) eines Strahlruders (26), wobei die Abdeckvorrichtung (20, 110) eine volumenveränderbare Hohlkammerlippenanordnung (400) mit mindestens zwei Hohlkammerlippen (401, 402, 403, 404, 405) und einem Auftriebskörper (50) aufweist, wobei mindestens eine Hohlkammerlippe (401, 402, 403, 404, 405) durch die Zufuhr oder die Abfuhr eines Fluids (46) volumenveränderbar ist und dadurch die Hohlkammerlippenanordnung (400) in einen Expansionszustand oder in einen Einschrumpfzustand versetzbar ist.
Abdeckvorrichtung (20, 110) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammerlippenanordnung (400) mindestens ein biegeschlaffes und zugfestes Formgebungselement (94, 96, 98) aufweist.
Abdeckvorrichtung (20, 110) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammerlippen (401, 402, 403, 404, 405) mit einem fluiddich- ten und flexiblen Flächengebilde (52) aufgebaut ist.
Abdeckvorrichtung (20, 110) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (16, 22, 90) im Expansionszustand der Hohlkammerlippenanordnung (400) im Wesentlichen vollständig verschlossen ist und im Einschrumpfzustand im Wesentlichen vollständig freigegeben ist.
5. Abdeckvorrichtung (20, 110) nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Hohlkammerlippen (401, 402, 403, 404, 405) jeweils einen Anschluss ( 441, 442, 443, 444, 445) zum Zuführen und/oder Abführen des Fluids aufweisen.
6. Abdeckvorrichtung (20, 110) nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Hohlkammerlippen (401, 402, 403, 404, 405) über ihren Anschluss ( 441, 442, 443, 444, 445) unabhängig voneinander mit Fluid gefüllt oder/und geleert werden können.
7. Abdeckvorrichtung (20, 110) nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnung (16, 22, 90) zumindest bereichsweise ein Anlageelement (70) mit einem kleinen Strömungswiderstand, insbesondere ein Gitter (68), angeordnet ist.
8. Abdeckvorrichtung (20, 110) nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hohlkammer lippenanordnung (400) im Einschrumpfzustand vollständig in einem Lagerraum (42) und das freie Ende (54) Hohl- kammerlippenanordnung (400) im Expansionszustand zumindest bereichsweise formschlüssig in einer Vertiefung (92) aufnehmbar ist.
9. Abdeckvorrichtung (20, 110) nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Auftriebskörper (50) im Bereich eines freien Endes (54) der Hohlkammerlippenanordnung (400) angeordnet ist und eine geringere Dichte als Wasser aufweist, wobei der Auftriebskörper (50) dazu eingerichtet ist, eine Auftriebskraft zu haben, die den Übergang zwischen dem Expansionszustand und dem Einschrumpfzustand der Hohlkammerlippenanordnung (400) unterstützt
10. Strahlruder (26), insbesondere Bug- oder Heckstrahlruder (34), für ein Wasserfahrzeug (12) mit mindestens einer Abdeckvorrichtung (20, 110) nach einem der Patentansprüche 1 bis 9 zum Abdecken mindestens einer Öffnung (22, 90) eines Querkanals (24) des Strahlruders (26).
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