DE1223269B - Querstrahlsteuereinrichtung fuer Schiffe - Google Patents

Description

• Querstrahlsteuereinrichtung für Schiffe Bei größeren Fährschiffen, aber auch bei anderen größeren Schiffen, die verhältnismäßig häufig anlegen müssen, haben sich in den letzten Jahren mehr und mehr sogenannte Querstrahlsteuereinrichtungen durchgesetzt, um das An- und Ablegen, aber auch das Manövrieren in engen Gewässern ohne Zuhilfenahme gesonderter Schleppschiffe zu ermöglichen bzw. zu erleichtern. Eine besondere Form einer solchen Querstrahlsteuereinrichtungbestehtin derAusbildung eines den Schiffsrumpf etwa am Bug unterhalb der Tiefladelinie durchquerenden Kanals ' in dem ein gesondert angetriebenes Förderorgan angeordnet ist, derart, daß ein Steuerstrahl in der einen oder anderen Richtung durch den Kanal getrieben werden kann. Neben Schiffsschrauben oder Pumpen sind für diesen Zweck auch mit ihren Flügeln in den Kanal ragende Flügelradpropeller zum Einbau gekommen, deren Flügel bei ihrer Rotation eine gesteuerte Schwingbewegung um ihre zum Flügelkreis tangentiale Mittelstellung ausführen, wobei der Schub durch Verstellen des behebig verstellbaren Steuerzentrums wahlweise nach Backbord oder Steuerbord gelenkt wird.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, die Steuerfähigkeit des Flügelradpropellers entsprechend den für diesen Verwendungszweck nur noch in Frage kommenden beiden, einander entgegengesetzten Richtungen zu beschränken, wobei der Schub in beiden Richtungen praktisch gleich sein soll. Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe wird nun bei einer Querstrahlsteuereinrichtung für Schiffe mit einem mit seinen Flügeln in einen den Schiffskörper unterhalb der Tiefladelinie durchquerenden Kanal hineinragendenFlügelradpropeller,dessen Flügel bei seiner Rotation eine gesteuerte Schwingbewegung um ihre zum Flügelkreis tangentiale Mittelstellung ausführen, wobei der Schub durch Verstellen des beliebig verstellbaren Steuerzentrums wahlweise nach Backbord oder Steuerbord gelenkt wird, darin gesehen, daß das Steuerzentrum des Flügelradpropellers entweder begrenzt, und zwar in einer Richtung des in der Mittschiffsebene befindlichen Durchmessers von der zentralen Nullstellung aus, verstellbar ausgebildet oder auf maximaler Steigung unverstellbar angeordnet ist, wobei für den Flügelradpropeller ein umsteuerbarer bzw. dar-über hinaus auch regelbarer Antrieb, z. B. eine umsteuerbare und erforderlichenfalls auch regelbare Antriebsmaschine vorgesehen ist und die Flügelprofile des Flügelradpropellers in bezug auf eine zur Profilsehne senkrechte Mittelebene symmetrisch ausgebildet sind.
• Dieser Vorschlag ermöglicht eine wesentliche Vereinfachung des Flügelradpropellers für eine Querstrahlsteuereinrichtung, die sich u. a. in einer Verringerung der Anschaffungskosten, in einer größeren Betriebssicherheit und einer geringeren Lagerhaltung für Ersatzteile auswirkt. Statt des bekannten, in seiner Mitte mittels einer Kugelbuchse allseitig beweglich gelagerten und durch zwei senkrecht zueinander angeordnete, an seinem oberen Ende angreifende Servomotoren betätigten Steuerknüppels, kann ein nur in einer Ebene schwenkbarer Steuerknüppel verwendet werden. Nach einem besonderen Vorschlag kann ein Steuerknüppel auch völlig vermieden und für die Verstellung in der einen Richtung ein unmittelbar in den Flügelradpropeller bzw. dessen Hohlwelle eingebauter Servomotor verwendet werden, wobei es möglich ist, das Steuerzentrum unmittelbar mit dem Zylinder oder dem Kolben dieses Servomotors zu verbinden, während der Kolben bzw. Zylinder unmittelbar im Bereich des Steuerzentrums (Steuerscheibe) am feststehenden Gehäuse befestigt wird.
• Eine besondere Bedeutung kommt dem Vorschlag gemäß der Erfindung auch aus folgendem Grunde zu. Es hat sich gezeigt, daß ein im Querkanal angeordneter Flügelradpropeller bei gleichbleibender Drehrichtung sehr unterschiedliche Wirkungen ergibt, je nachdem, ob das Steuerzentrum in der einen oder anderen Endstellung steht, ob also der vom Propeller geförderte Wasserstrahl bei bestimmter Drehrichtung des Propellers nach der einen oder anderen Seite gerichtet ist. Bei der Schubrichtung, bei welcher der Propeller mit seiner vorderen, im wesentlichen für die Erzeugung des Schubes verantwortlichen Hälfte in Richtung der Fahrtströmung, also im wesentlichen entgegen der Fahrtrichtung des Schiffes umläuft, ist der erzeugte Schub bedeutend geringer als bei der umgekehrten Schubrichtung, bei der die Flügel in der vorderen, vom Wasser zÜnächst durchströmten Radhälfte gegen die Fahrtströmung laufen. Dazu kommt noch, daß im erstgenannten Fall der Schub mit zunehmender Schiffsgeschwindigkeit auf Grund der sich hierbei verschlechternden Zuströmverhältnisse noch weiter zurückgeht. Im Gegensatz hierzu wird im anderen Falle der Fahrtstrom mit ausgenutzt und eine besonders hohe Schubkraft erzeugt, und zwar eine um so größere, je größer die Fahrgeschwindigkeit ist.
• Wird das Steuerzentrum unverstellbar in der der höchhen Steigung des Propellers entsprechenden Lage angeordnet, dann ist eine regelbare und umsteuerbare Antriebsmaschine für den Flügelradpropeller erforderlich, wenn nicht auf eine Regelung des Propellerstrahls in seiner Intensität verzichtet werden soll. Die Ausbildung der Flügel mit einem in bezug auf die zur Profilsehne senkrechte Mittelebene symmetrischen Profil ist erforderlich, weil bei einer Umsteuerung des Flügelradpropellers durch Umsteuerung' seiner Drehrichtung seine Flügel bei der einen Drehrichtung mit der einen Profilkante und bei der anderen Drehrichtung mit der anderen Profilkante voraus laufen.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung im folgenden näher erläutert.
• F i g. 1 zeigt im Grundriß ein Schiff mit am Heck angeordneter Vortriebsschraube und mit einer Quer--strahlsteuereinrichtung im Bug; F i g. 2 zeigt einen vertikalen Querschnitt nach .Linie A -A der F i g. 1 in gegenüber der F i g. 1 vergrößertem Maßstabe; F i g. 3 zeigt in anderem Maßstab als F i g. 1 oder 2 eine Seitenansicht des Schiffsbugs mit der Querstrahl-#steuereinrichtung; F i g. 4 und 5 steRen je einen horizontalen Querschnitt durch den den Schiffsbug durchquerenden Kanal dar; F i g. 6 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch eine Ausführung des Flügelradpropellers mit begrenzt beweglichem Steuerzentrum und F i g. 7 ebenfalls einen vertikalen Längsschnitt durch eine andere Ausführung des Flügelradpropellers mit begrenzt beweglichem Steuerzentnirn.
• In den F ig. 1 bis 3 soll nur die Gesamtanordnung dargestellt werden. Das Schiff 1 wird durch eine am Heck angeordnete Schraube 2 angetrieben. Das Ruder ist mit 3 bezeichnet. Im Bug ist ein Querkanal 4 vorgesehen, in den die Flügel eines Flügelradpropellers 5 hineinragen.
• Die F i g. 4 und 5 zeigen, wie durch Umsteuerung des Propellers von der Drehrichtung 6 auf die Drehrichtung 7 bei unverändertem Steuerzentrum 8 der zum Steuern des Schiffes 1 dienende Wasserstrahl einmal nach Steuerbord und einmal nach Backbord gerichtet werden kann.
• Die Umsteuerung des Propellers in seiner Drehrichtung kann entweder durch eine umsteuerbare Antriebsmaschine 9 oder aber durch ein zwischen der Antriebsmaschine und dem Propeller angeordnetes Wendegetriebe bewirkt werden. Der Propeller selbst besitzt keine Steuerservomotoren und keinen Steuerknüppel, sondern ein ortsfest, also unverrückbar angeordnetes, nicht näher dargestelltes Steuerzentrum, das in bezug auf die Fahrtrichtung vor dem Mittelpunkt des Flügelkreises liegt. Wie ersichtlich, laufen die Flügel sowohl für die Steuerung nach Steuerbord als auch für die Steuerung nach Backbord in der vom Wasser zunächst durchströmten Radhälfte gegen die durch den gefiederten Pfeil angedeutete Fahrtströmung.
• Bei der in F i g. 6 gezeigten Ausführungsform des Propellers ist das Steuerzentrum 10 mittels eines Doppelhebels 11, der von einem Servomotor 12 betätigt wird, in einer Richtung, und zwar von der maximalen Steigung, angedeutet durch die gestrichelte Linie ll', bis zur dargestellten Mittelstellung verschiebbar. Bei einer solchen Ausführung des Propellers ist statt der bekannten zwei, unter einem rechten Winkel zueinander angeordneten Servomotoren nur ein Servomotor 12 und statt eines allseitig beweglich gelagerten Steuerknüppels nur ein in einer Ebene schwenkbarer Doppelhebel 11 erforderlich.
• Bei dem in F i g. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Propellers mit begrenzt verstellbarem Steuerzentrum wird dieses durch einen Zapfen 13 gebildet, der mit der Kolbenstange 14 des in dem feststehenden Servomotorzylinder 15 gleitenden Kolbens 16 verbunden ist. Die beiden Seiten des Servomotors sind über je eine Leitung 17 mit dem etwa am Steuerstand angeordneten Steuerventil verbunden.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Querstrahlsteuereinrichtung für Schiffe mit einem mit seinen Flügeln in einen den Schiffskörper unterhalb der Tiefladelinie durchquerenden Kanal hineinragenden Flügelradpropeller, dessen Flügel bei seiner Rotation eine gesteuerte Schwingbewegang um ihre zum Flügelkreis tangentiale Mittelstellung ausführen, wobei der Schub durch Verstellen des beliebig verstellbaren Steuerzentrums wahlweise nach Backbord oder Steuerbord gelenkt wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Steuerzentrum (8, 10, 13) des Flügelradpropellers (5) entweder begrenzt und zwar in einer Richtung des in der Mittschiffsebene befindlichen Durchmessers von der zentralen Nullstellung aus verstellbar ausgebildet oder auf maximaler Steigung unverstellbar angeordnet ist, wobei für den Flügelradpropeller ein umsteuerbarer bzw. darüber hinaus auch regelbarer Antrieb, z. B. eine umsteuerbare und erforderlichenfalls auch regelbare Antriebsmaschine (9) vorgesehen ist und die Flügelprofile des Flügelradpropellers (5) in bezug auf eine zur Profilsehne senkrechte Mittelebene symmetrisch ausgebildet sind.
2. 2. Querstrahlsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerzentrum (8, 10, 13) des Flügelradpropellers (5) nach vorn in Richtung auf den Steven verschiebbar ist bzw. von diesem aus vor der Achse des Flügelradpropellers liegt. 3. Querstrahlsteuereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor (14, 15, 16) für die Verschiebung des Steuerzentrums (13) im Flügelradpropeller (5) angeordnet ist. 4. Querstrahleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) oder Zylinder (15) des Servomotors (14, 15, 16) unmittelbar mit dem Steuerzentrum (13) verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 3 008 443; Zeitschrift »The Marine Engineer & Naval Architect«, Sept. 1962, S. 947.