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EP1300332B1 - Fahranlage für Schiffe, insbesondere für Kreuzfahrtschiffe - Google Patents

Fahranlage für Schiffe, insbesondere für Kreuzfahrtschiffe Download PDF

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Publication number
EP1300332B1
EP1300332B1 EP01123884A EP01123884A EP1300332B1 EP 1300332 B1 EP1300332 B1 EP 1300332B1 EP 01123884 A EP01123884 A EP 01123884A EP 01123884 A EP01123884 A EP 01123884A EP 1300332 B1 EP1300332 B1 EP 1300332B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rudder
propeller
course
ship
podded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01123884A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1300332A1 (de
Inventor
Peter Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP01123884A priority Critical patent/EP1300332B1/de
Priority to DE50101008T priority patent/DE50101008D1/de
Priority to AT01123884T priority patent/ATE254561T1/de
Priority to DE20117476U priority patent/DE20117476U1/de
Priority to US10/263,455 priority patent/US7112109B2/en
Priority to NO20024816A priority patent/NO20024816D0/no
Publication of EP1300332A1 publication Critical patent/EP1300332A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1300332B1 publication Critical patent/EP1300332B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/38—Rudders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
    • B63H2005/1254—Podded azimuthing thrusters, i.e. podded thruster units arranged inboard for rotation about vertical axis

Definitions

  • the invention relates to a propulsion system for ships, especially cruise ships according to the preamble of claim 1.
  • pod propeller drives are e.g. Currently two systems are used. One is the single propeller with externally excited electric motor and air cooling and on the other hand tandem propeller with permanently excited electric motor and cooling via the housing. In the case of single propellers, Thrust arrangement in which the propeller is arranged behind the axis of rotation is, and the train arrangement (propeller in front of the axis of rotation). All pod propeller drives have in common that at least one propeller and its drive arranged in a rotatable nacelle-like unit are.
  • the life of the bearing of the rotatable in it Ship integrated main and control drives in the preferably highly stressed small angular range is around in such operation Zero position reduced and that within the system for the power hydraulic Adjustment around the vertical axis required valves, relays, switches, Components and the shipbuilding constructions for the integration of the Pod propeller drives are subject to high wear and tear which results from the System dynamics and the lower fatigue strength.
  • the for the safety and economy of such driven and / or Systems used for controlled ships are used for care, maintenance and Repair measures are usually very time-consuming and costly, because the parts and components are difficult to access and one for the operator of the ship uneconomical docking with appropriate Loss of use is required in most cases.
  • WO 89/05262 A is a combined rudder and propeller arrangement known for propelling, steering and maneuvering ships, this rudder and propeller arrangement as a pod propeller drive (Azipod) is called.
  • This arrangement includes one Rudder that is rotatable about a vertical axis of rotation relative to the ship.
  • a propeller unit, a propeller, is assembled with the rudder contains, which is mounted on a horizontal propeller shaft, the is mounted for rotation in a housing of the propeller unit.
  • the Unit is also for rotation relative to the ship about a vertical axis stored.
  • the axes of rotation of the rudder and propeller unit coincide, to enable rudder and unity, rotated relative to each other to become.
  • the rudder can be turned using a rowing machine of the rudder can be connected while the propeller unit is optional lockable with the ship in a fixed position or with the rudder for simultaneous rotation with this.
  • Rudder and propeller drive form a control and Drive unit; there is no separation of these units and it is the rudder and propeller drive no separate course holding rudder system assigned. It is essential, however, that the vertical axes of rotation of the rotatable rudder part and the propeller unit coincide and the propeller unit in a fixed position relative to the watercraft is durable regardless of the rotation of the rudder part.
  • thrust generators and rudders are mechanical coupled and therefore trained differently.
  • US 3,996,877 A is a propeller arrangement for Ships with a small additional independent propeller pivotably mounted in a horizontal plane and preferably aligned in the longitudinal direction with at least one main propeller and is located slightly above it.
  • the additional propeller is preferred arranged in front of this main propeller at a distance the at least three quarters of the diameter of the tip circle of the additional propeller.
  • the one projected onto a common transverse plane Auxiliary propeller blade tip circle can be completely inside the corresponding projected blade tip circle of the main propeller or partially outside.
  • the arrangement can be a number of special ones Propeller arrangements can be customized, including offset or angular position of the main propeller thrust line to the counteracting the torque caused by the propeller torque and can also be used in single or multiple propeller ships be adjusted.
  • the auxiliary propeller is primary Customizable for maneuvering in port with a construction that is suitable for Operation at low speed is different from Main propeller operation at higher speed. Moreover the additional propeller can increase the average operating speed.
  • this watercraft includes a hull, a main protective propeller for the entire watercraft, the at the stern of the hull around a first fixed axis of rotation is rotatably attached, first drive means for driving the main propeller, a housing means for movement around a vertical Swivel axis at the rear of the fuselage and in front of the main propeller is pivotally attached, an additional propeller, which is a second, axis of rotation fixed in the housing means rotatable on the housing means is attached, the second axis of rotation in a plane above the first Axis of rotation is arranged, second drive means for driving the Additional propellers regardless of the first drive means, the Main propeller and the additional propeller at the tips of their propeller blades define a circle when rotated and where if the second axis of rotation is moved such that it with the
  • the invention in such a driving system for Ships in that outside the swivel range of the main and Control drive or the pod propeller drive or the pod propeller drives at least one course rudder system in the stern area of the hull as an independent, separate, small and preferably electrohydraulically operated and with a streamlined Profile-shaped rudder is arranged, which during the straight line, preferably in course controller mode (or self-steering mode), when not in use while driving straight ahead and the main and control drives remaining at rest only provide the necessary steering moments for the ship.
  • course controller mode or self-steering mode
  • each Course holding rudder system is opposite the pod propeller drive or the Pod propeller drives are used primarily on course trips, with particular emphasis is advantageous if the pod propeller drive downstream or downstream course rudder systems laterally offset the pod propeller drive (s) on the stern of the hull are integrated.
  • the course holding rudder systems are used during the course of the ship used. To do this, they receive their control signals either manually Instructions from the ship's command via the course controller (self-steering system) or alternatively from the time or path control from the bridge remote (Control stations). According to a further embodiment, it is also possible to control the course holding rudder machines automatically by measuring the ship's speed from a preselectable one and / or speed to be set with the above to achieve specified setpoint generators. Whenever the course holding machines are used - as when driving straight ahead at higher speeds or also in the case of path regulation - The main and control drives are initially in their predetermined "Zero positions" rotated and remain stationary there until the ship's command wanted "maneuvering" or z. B.
  • the ride system 10 shown in FIGS. 1 and 2 for Ships, especially for cruise ships 100 have, for example, in the Stern area 115 of the hull 110 two main and control drives 20, 20 'on, as pod propeller drives (podded propulsors) 25, 25' are trained.
  • a propeller 26 provided on a gondola-like housing 27 which drives the propeller records and rotates on the hull 110 of the stern area 115 is arranged.
  • This pod propeller drive 25 is in on trained in a known manner.
  • the driving system 10 has at least one course holding rudder system 30 on that outside the swivel range of the pod propeller drive 25 and independently of this in the rear area 115 of the hull 110 is aerodynamically arranged.
  • Course holding rudder system 30 is an independent of the pod propeller drive working, separate, small and preferably electrohydraulically operated and with a streamlined profile trained rudder 35, preferably during straight travel with course control operation, with unused during straight driving not more used main and control drives remaining in the idle position 20, only the steering torques necessary for the ship provides.
  • This course holding rudder system 30 is known per se Trained way. Any kind of steering gear can be used here become so u. a. also profile rudder with articulated fin.
  • Oars too consisting of a main rudder and an articulated rudder fin guided by the main rudder can be used.
  • All known rowing machines are electrohydraulic drives such as B. suitable in cylinder, plunger or rotary vane design, however, other types of drive systems can also be used come.
  • the course holding rudder system 30 is behind a pod propeller drive 25 arranged with a propeller 26.
  • the pod propeller drive 25 has two propellers 26, 26 '. Even when using a pod propeller drive designed in this way the course holding rudder system 30 is arranged behind it.
  • the course holding rudder system 30 also arranged behind the pod propeller drive, but laterally to this offset, as indicated in Fig. 7 at A and B.
  • the main and control drives 20 When a ship is on course, the main and control drives 20 generate the thrust for straight-ahead driving.
  • Course holding rudder system 30 or course holding rudder systems set the control or control signals directly from the course controller or setpoint device (self-steering system) be obtained directly by rudder blade adjustment and shear forces caused thereby and the resulting control moments for the ship around. This will be during this operational Use of the pod propeller drives when the ship is on a course and there are no great forces of change or moments acting on them about the axes of rotation.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Fahranlage für Schiffe, insbesondere Kreuzfahrtschiffe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist bekannt, für Schiffe, vorzugsweise für Kreuzfahrt-/Passagierschiffe, Propelleranordnungen zu wählen, die sowohl die für die Vorausfahrt notwendigen Kräfte bereitstellen, als auch die zum Steuern der Schiffe bei Manövern und/ oder zum Kurshalten erforderlichen Querkräfte im Heckbereich zur Steuermomentbildung um die Hochachse durch entsprechende Steuer- oder Regelsignale, die auf die entsprechende elektrohydraulische RudermaschineNerstelleinheit für die Propelleranordnung einwirken, über eine entsprechende Verdrehung um die jeweilige Anlagenvertikalachse bereitstellen.
Dabei ist es zur Aufrechterhaltung eines möglichst gradlinigen Kurses von Schiffen bei Kursfahrt nötig, den gesamten Hauptantrieb oder bei Zwei-Propeller-Schiffen mindestens einen der beiden Antriebe um die Hochachse so zu verstellen, dass möglichst in kurzer Zeit ein sehr kleiner Winkel erreicht wird. Nur so werden die zur Aufrechterhaltung erforderlichen Querkräfte für die Geradeausfahrt des Schiffes wirtschaftlich für den Gesamtbetrieb erzeugbar. Insbesondere bei Kreuzfahrtschiffen kommen unter der Bezeichnung "Podded propulsors" Schiffsantriebsorgane zum Einsatz, bei denen der Antrieb, wie z. B. der E-Motor, der Propeller und die Gondel als drehbare Aufhängung in einem Aggregat zusammengefasst sind, das außerhalb des eigentlichen Schiffskörpers angeordnet ist. Das Einsatzgebiet dieser Pod-Propellerantriebe liegt dabei vornehmlich bei Schiffstypen, die besonders für den diesel-elektrischen Antrieb geeignet sind, wie z. B. Passagier- oder eisbrechende Schiffe, und dort insbesondere, wo eine besonders hohe Manövrierfähigkeit erforderlich ist. Bei diesen Pod-Propellerantrieben werden z. Zt. zwei Systeme eingesetzt. Einmal der Einzelpropeller mit fremderregtem Elektromotor und Luftkühlung und zum anderen Tandempropeller mit permanent erregtem Elektromotor und Kühlung über das Gehäuse. Bei Einzelpropellern wird nach Schubanordnung, bei der der Propeller hinter der Drehachse angeordnet ist, und der Zuganordnung (Propeller vor der Drehachse), unterschieden. Alle Pod-Propellerantriebe haben gemeinsam, dass mindestens ein Propeller und sein Antrieb in einem drehbaren gondelartigen Aggregat angeordnet sind.
Innerhalb eines derartig kombinierten Haupt- und Steuerantriebes, d. h. bei derartigen Pod-Propellerantrieben, sind bei der Kursfahrt die gesamten drehträgen Massen um die Drehachse zu beschleunigen und für den vorausberechneten kleinen Verstellwinkel auch wieder zielgenau abzubremsen, um den Regelkreis für das Geradeausfahrverhalten des Schiffes stabil betreiben zu können. Dies hat zur Folge, dass bei der Vielzahl der benötigten Kurskorrekturkräfte bzw. der Steuermomente für das Schiff erreicht werden muss, dass das zu steuernde Schiff für seinen wirtschaftlichen Betrieb zusätzliche Bewegungen um die Hochachse möglichst vermeidet. Die Lebensdauer der Lagerung der drehbar in das Schiff integrierten Haupt- und Steuerantriebe in dem vorzugsweise hochbelasteten kleinen Winkelbereich wird bei solcherartigen Betrieb um die Nulllage reduziert und die innerhalb des Systems für die krafthydraulische Verstellung um die Vertikalachse benötigten Ventile, Relais, Schalter, Bauteile und die schiffbaulichen Konstruktionen für die Integration der Pod-Propellerantriebe unterliegen einem hohen Verschleiß, der aus der Systemdynamik und der geringeren Dauerwechselfestigkeit herrührt. Die für die Sicherheit und die Wirtschaftlichkeit derart angetriebener und/oder gesteuerter Schiffe eingesetzten Systeme sind bei Pflege-, Wartungsund Reparaturmaßnahmen in der Regel sehr zeit- und kostenaufwendig, da die Bauteile und Komponenten schwer zugänglich sind und eine für den Betreiber des Schiffes unwirtschaftliche Dockung mit entsprechendem Nutzungsausfall in den meisten Fällen erforderlich wird.
Durch die WO 89/05262 A ist eine kombinierte Ruder- und Propelleranordnung zum Antreiben, Steuern und Manövrieren für Schiffe bekannt, wobei diese Ruder- und Propelleranordnung als Pod-Propellerantrieb (Azipod) bezeichnet wird. Diese Anordnung umfasst ein Ruder, das relativ zum Schiff um eine vertikale Drehachse drehbar ist. Mit dem Ruder ist eine Propellereinheit zusammengebaut, die einen Propeller enthält, der auf einer horizontalen Propellerwelle montiert ist, die für eine Drehung in einem Gehäuse der Propellereinheit gelagert ist. Die Einheit ist ebenfalls für Drehung relativ zum Schiff um eine vertikale Achse gelagert. Die Drehachsen von Ruder und Propellereinheit fallen zusammen, um Ruder und Einheit zu ermöglichen, relativ zueinander gedreht zu werden. Das Ruder kann mit einer Rudermaschine zur Drehung des Ruders verbunden werden, während die Propellereinheit wahlweise mit dem Schiff in einer festen Stellung verriegelbar ist oder mit dem Ruder zur gleichzeitigen Drehung mit diesem.
Bei dieser Ruder- und Propelleranordnung erfolgt eine energetische Kopplung von Propellerabstrom und seiner Energie und dem nachgeschalteten Ruder. Ruder- und Propellerantrieb bilden eine Steuer- und Antriebseinheit; es erfolgt keine Trennung dieser Einheiten und es ist dem Ruder- und Propellerantrieb keine gesonderte Kurshalteruderanlage zugeordnet. Wesentlich ist jedoch dabei, dass die vertikalen Drehachsen des drehbaren Ruderteils und der Propellereinheit zusammenfallen und die Propellereinheit in einer festen Stellung relativ zum Wasserfahrzeug unabhängig von der Drehung des Ruderteils haltbar ist.
Der EP 0 623 507 A ist ein Mechanismus zur Erhöhung des Wenderadius von Kleinbooten mit Außenbordmotoren zu entnehmen, bei denen die Steuerung mit Hilfe der Drehung des Motors erfolgt, wobei ein Zusatzruder vorgesehen ist, das in Verlängerung des Propellers des genannten Motors angeordnet ist. Danach umfasst dieser Mechanismus zur Erhöhung der Manövrierbarkeit eines Bootes mit Außenbordmotor oder Halbaußenbordmotor ein Zusatzruder, das hinter dem Propeller dieses Motors angeordnet ist und Mittel zur Übertragung der Drehbewegung auf das Ruder gleichzeitig mit der Drehbewegung dieses Motors, wobei
  • eine Riemenscheibe, die hinten an diesem Motor angeordnet ist und die in der Lage ist, ein Drehmoment auf ein erstes Zahnrad zu übertragen,
  • ein zweites Zahnrad, das mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht und auf dem Steuerschaft dieses Ruders angeordnet ist,
  • ein gradliniges Teil, das an jedem Ende auf jeder Seite der Drehachse dieses Bootes am Boot befestigt ist und das über diese Riemenscheibe läuft, so dass der Teil dieses geradlinigen Teils, der über die Riemenscheibe läuft, eine im wesentliche elliptische Form beschreibt,
vorgesehen sind.
Auch bei dieser Ausgestaltung sind Schuberzeuger und Ruder mechanisch gekoppelt und demzufolge anders ausgebildet.
Bei der US 3,996,877 A handelt es sich um eine Propelleranordnung für Schiffe, bei der ein kleiner zusätzlicher unabhängiger antreibbarer Propeller in einer horizontalen Ebene schwenkbar angebracht und vorzugsweise in Längsrichtung mit mindestens einem Hauptpropeller ausgerichtet und geringfügig über ihm angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Zusatzpropeller vor diesem Hauptpropeller in einem Abstand angeordnet, der mindestens drei Viertel des Durchmessers des Blattspitzenkreises des Zusatzpropellers beträgt. Der auf eine gemeinsame Querebene projizierte Blattspitzenkreis des Zusatzpropellers kann vollständig innerhalb des entsprechenden projizierten Blattspitzenkreises des Hauptpropellers oder teilweise außerhalb liegen. Die Anordnung kann einer Mehrzahl besonderer Propelleranordnungen angepasst werden, einschließlich Versatz oder Winkelstellung der Schublinie des Hauptpropellers, um dem vom Propellerdrehmoment bewirkten Drehmoment entgegenzuwirken und kann außerdem der Verwendung in Einfach- oder Mehrfachpropellerschiffen angepasst werden. Der Zusatzpropeller ist hauptsächlich für das Manövrieren im Hafen anpassbar mit einer Konstruktion, die für Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit geeignet ist, im Unterschied zum Betrieb mit höherer Geschwindigkeit des Hauptpropellers. Außerdem kann der Zusatzpropeller die mittlere Betriebsgeschwindigkeit erhöhen.
Mit dem hier vorgesehenen Zusatzpropeller soll einerseits der Schubwirkungsgrad des Hauptpropellers bei gleichzeitiger Energieeinsparung erhöht und andererseits eine Manövrierhilfe mit relativ niedrigen Kosten erreicht werden. Danach umfasst dieses Wasserfahrzeug einen Schiffsrumpf, einen Hauptschutzpropeller für das gesamte Wasserfahrzeug, die am Heck des Schiffsrumpfmittels um eine erste feststehende Drehachse drehbar angebracht ist, erste Antriebsmittel zum Antrieb des Hauptpropellers, ein Gehäusemittel, das für die Bewegung um eine vertikale Schwenkachse am Heck des Rumpfmittels und vor dem Hauptpropeller schwenkbar angebracht ist, einen Zusatzpropeller, der um eine zweite, im Gehäusemittel feststehende Drehachse drehbar am Gehäusemittel angebracht ist, wobei die zweite Drehachse in einer Ebene über der ersten Drehachse angeordnet ist, zweite Antriebsmittel zum Antrieb des Zusatzpropellers unabhängig von den ersten Antriebsmitteln, wobei der Hauptpropeller und der Zusatzpropeller an den Spitzen ihrer Propellerblätter bei deren Drehung einen Kreis definieren und wobei, wenn die zweite Drehachse derart bewegt wird, dass sie mit der ersten Drehachse koplanar ist und wenn der Hauptpropeller und der Zusatzpropeller von einer Ebene betrachtet werden, die auf der ersten Drehachse oder der zweiten Drehachse senkrecht steht, die Kreise sich mindestens teilweise überlappen, wobei der Abstand zwischen den Kreisen in einer Richtung parallel zur Längsachse des Wasserfahrzeuges mindestens drei Viertel (0,75) des Durchmessers des Kreises des zweiten Propellers beträgt. Danach ist der Hauptantrieb feststehend. Zum Steuern bei allen Manövrierzuständen ist ein großes normales Ruder vorgesehen. Hinzukommt, dass der Hilfsantrieb bezogen auf die Hauptfahrtrichtung des Schiffes vor dem Hauptantrieb angeordnet ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahranlage für Schiffe, insbesondere für Kreuzfahrtschiffe, mit kombinierten Haupt- und Steuerantrieben, insbesondere mit mindestens einem Pod-Propellerantrieb, zu schaffen, mit der eine hohe Dauerbelastung der um die Vertikalachse drehbaren Haupt- und Steuerantriebe bei Kursfahrt durch eine eigens dafür vorgesehene kleine und kompakte Kurshalteruderanlage vermieden und eine unwirtschaftliche Bereitstellung der Steuermomente sowie eine entsprechende Reduzierung des Sicherheitsniveaus vermieden werden.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Fahranlage für Schiffe gemäß der eingangs angegebenen Art mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Hiernach besteht die Erfindung bei einer derartigen Fahranlage für Schiffe darin, dass außerhalb des Schwenkbereiches des Haupt- und Steuerantriebes bzw. des Pod-Propellerantriebes oder der Pod-Propellerantriebe im Heckbereich des Schiffskörpers mindestens eine Kurshalteruderanlage als unabhängiges, separates, kleines und bevorzugterweise elektrohydraulisch betriebenes und mit einem strömungsgünstigen Profil ausgebildetes Ruder angeordnet ist, das während der Geradeausfahrt, vorzugsweise bei Kursreglerbetrieb (bzw. Selbststeuerbetrieb), bei während der Geradeausfahrt unbenutzten, nicht mehr eingesetzten und in Ruhestellung verbleibenden Haupt- und Steuerantrieben ausschließlich die für das Schiff notwendigen Steuermomente bereitstellen.
Die mit einer derart erfindungsgemäß ausgebildeten Fahranlage erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei Kursfahrt des Schiffes die Haupt- und Steuerantriebe wirtschaftlich und sicher den Schub für die Geradeausfahrt erzeugen und stationär in das Schiff einleiten und davon völlig entkoppelt eine oder gegebenenfalls sogar mehrere ausschließlich für diesen Zweck optimierte, separate Kurshalteruderanlagen ihre Steuer- bzw. Regelsignale direkt vom Kursregler bzw. Sollwertgeber (Selbststeuer) für kleine Ruderwinkel erhalten und mittels des entsprechend betriebenen Kurshalteruders schnell, genau und wirtschaftlich die entsprechenden Steuermomente auf das Schiff einwirken lassen. Darüberhinaus ergeben sich weitere Vorteile:
  • Für Kurshalteruderanlagen werden kleine Anlagen eingesetzt, die in großen Stückzahlen eine wirtschaftliche Herstellung und Einbau ermöglichen; wenig Energie und geringen Platzbedarf haben; einsetzbar als Kurshalteruderanlagen sind alle gebräuchlichen Systeme;
  • sie sind leicht und einfach elektrisch ansteuerbar;
  • ohne Dockung wart- und pflegbar;
  • Vermeidung von schaltbedingten Stromspitzen im Bordnetz bei Kursfahrt wegen des viel kleineren Leistungsbedarfs bei Einsatz der Kurshalteruderanlagen;
  • erhebliche Verringerung des manövrierbedingten Zusatzwiderstandes für das Gesamtsystem Schiff bei Kursfahrt;
  • optimal einstellbare stationäre leichte Spreizung der Haupt- und Steuerantriebe zur bestmöglichen Nutzung der Energie für die Schubbereitstellung in Längsrichtung bei Kursfahrt für verschiedene Einsatzprofile der Schiffe nach erfolgter Probefahrt und abhängig von realen Einsatzbedingungen durch die Fachleute des Schiffsbetriebes an Bord;
  • bei kleinen Schiffsgeschwindigkeiten im Manövrier- bzw. Flachwasser-, Hafen-, Kanalbetrieb werden die dann sehr leistungsfähigen Pod-Propellerantriebe als Haupt- und Steuerantriebe als wirtschaftliche Heckquerstrahler und/oder Längsschuberzeuger allein oder gemeinsam mit den Bugquerstrahlsteuern eingesetzt, während dann die Kurshalteruderanlage/n in ihrer Nulllage verbleiben;
  • Schiffe mit einem oder mehreren Pod-Propellerantrieben sind jederzeit auch bei schon gebauten Schiffen nachrüstbar;
  • die Anordnung der Kurshalteruderanlagen erfolgt im Nachstrom des jeweiligen Schiffes.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Anzahl der Kurshalteruderanlagen wird sich jeweils nach der Größe des Schiffes und der Anzahl der Pod-Propellerantriebe richten. Jede Kurshalteruderanlage ist gegenüber dem Pod-Propellerantrieb bzw. den Pod-Propellerantrieben bei Kursfahrt vorrangig eingesetzt, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn die dem Pod-Propellerantrieb nachgeordnete oder nachgeordneten Kurshalteruderanlagen seitlich versetzt zu dem oder den Pod-Propellerantrieben am Hinterschiff des Schiffskörpers integriert sind.
Die Kurshalteruderanlagen werden während der Kursfahrt des Schiffes eingesetzt. Dazu erhalten sie ihre Stellsignale entweder durch manuelle Vorgabe seitens der Schiffsführung über den Kursregler (Selbststeueranlage) oder alternativ von der Zeit- oder Wegsteuerung vom Brückenfahrpult (Steuerständen). Nach einer weiteren Ausgestaltung ist es aber durchaus auch möglich, die Ansteuerung der Kurshalterudermaschinen automatisch über die Messung der Schiffsgeschwindigkeit ab einer vorzuwählenden und/oder einzustellenden Geschwindigkeit mit den oben angegebenen Sollwertgebern zu erreichen. Immer dann, wenn die Kurshalterudermaschinen eingesetzt werden, - wie bei der Geradeausfahrt mit höheren Geschwindigkeiten oder auch in den Fällen der Bahnregelung - werden die Haupt- und Steuerantriebe zunächst in ihre vorherbestimmten "Nulllagen" gedreht und verbleiben dort solange stationär, bis die Schiffsführung gewollt "Manöverbetrieb" oder aber z. B. auch "Notmanöver" mit Prioritätsvorrang (Override) ordert, was unverzüglich durch die Schiffsführung gewollt "Manöverbetrieb" oder aber z. B. auch "Notmanöver" mit Prioritätsvorrang (Override) ordert, was unverzüglich durch die Verstellung der Haupt- und Steuerantriebe zu den notwendigen Winkeln mit entsprechender Steuerwirkung für das Schiff führt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1
In einer schematischen Seitenansicht ein Schiff mit einem im Heckbereich angeordnetem Haupt- und Steuerantrieb in Form eines Pod-Propellerantriebes, und mit einer unabhängig angesteuerten und dahinter angeordneten Kurshalteruderanlage,
Fig. 2
eine vergrößerte Seitenansicht des Hinterschiffes mit dem Haupt- und Steuerantrieb und der dahinter angeordneten Kurshalteruderanlage,
Fig. 3
eine vergrößerte Wiedergabe eines Pod-Propellerantriebes mit einem Propeller,
Fig.4
in einer schematischen Seitenansicht den Pod-Propellerantrieb mit einem Propeller und mit dahinter angeordneter Kurshalteruderanlage,
Fig. 5
eine schematische Seitenansicht der Anordnung eines Pod-Propellerantriebes mit zwei Propellern und einer dahinter angeordneten Kurshalteruderanlage,
Fig.6
in einer schaubildlichen Ansicht das Hinterschiff eines Schiffes mit zwei Pod-Propellerantrieben und mittig dahinter angeordneter Kurshalteruderanlage,
Fig. 7
schematisch eine Ansicht von oben der Zuordnung einer Kurshalteruderanlage zu einem Pod-Propellerantrieb und
Fig. 8
eine schematische Ansicht einer Gesamtanlage aus zwei Pod-Propellerantrieben mit dahinter angeordneten Kurshalteruderanlagen.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Fahranlage 10 für Schiffe, insbesondere für Kreuzfahrtschiffe 100, weist beispielsweise im Heckbereich 115 des Schiffskörpers 110 zwei Haupt- und Steuerantriebe 20, 20' auf, die als Pod-Propellerantriebe (Podded propulsors) 25, 25' ausgebildet sind. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist ein Propeller 26 an einem gondelartigen Gehäuse 27 vorgesehen, das den Propellerantrieb aufnimmt und das drehbar am Schiffskörper 110 des Heckbereiches 115 angeordnet ist. Dieser Pod-Propellerantrieb 25 ist in an sich bekannter Weise ausgebildet. Bugseitig sind im Schiffskörper 110 bevorzugterweise zwei Bug-Querstrahlruder 120, 120' vorgesehen.
Des weiteren weist die Fahranlage 10 mindestens eine Kurshalteruderanlage 30 auf, die außerhalb des Schwenkbereiches des Pod-Propellerantriebes 25 und von diesem unabhängig im Heckbereich 115 des Schiffskörpers 110 strömungsgünstig angeordnet ist. Bei dieser Kurshalteruderanlage 30 handelt es sich um ein unabhängig vom Pod-Propellerantrieb arbeitendes, separates, kleines und bevorzugterweise elektrohydraulisch betriebenes und mit einem strömungsgünstigen Profil ausgebildetes Ruder 35, das während der Geradeausfahrt, vorzugsweise bei Kursreglerbetrieb, bei während der Geradeausfahrt unbenutzten nicht mehr eingesetzten und in Ruhestellung verbleibenden Haupt- und Steuerantrieben 20, ausschließlich die für das Schiff notwendigen Steuermomente bereitstellt. Diese Kurshalteruderanlage 30 ist in an sich bekannter Weise ausgebildet. Hier können jede Art von Ruderanlagen eingesetzt werden, so u. a. auch Profilruder mit angelenkter Flosse. Auch Ruder, bestehend aus einem Hauptruder und einer an diesem angelenkten, durch das Hauptruder zwangsgeführten Flosse, können eingesetzt werden. Als elektrohydraulische Antriebe sind alle bekannten Rudermaschinen wie z. B. in Zylinder-, Tauchkolben- oder Drehflügelbauart geeignet, jedoch auch andersartig ausgebildete Antriebssysteme können zum Einsatz kommen.
Wie Fig. 4 zeigt, ist die Kurshalteruderanlage 30 hinter einem Pod-Propellerantrieb 25 mit einem Propeller 26 angeordnet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 weist der Pod-Propellerantrieb 25 zwei Propeller 26, 26' auf. Auch bei dem Einsatz eines derart ausgebildeten Pod-Propellerantriebes ist die Kurshalteruderanlage 30 dahinter angeordnet.
Sind im Heckbereich 115 des Schiffskörpers 110 zwei Pod-Propellerantriebe 25, 25' entsprechend Fig. 6 angeordnet, dann ist die Kurshalteruderanlage 30 mittig zu den beiden Pod-Propellerantrieben 25, 25' und hinter diesen angeordnet (Fig. 6 und 8).
Bei nur einem Pod-Propellerantrieb 25 ist die Kurshalteruderanlage 30 auch hinter dem Pod-Propellerantrieb angeordnet, jedoch seitlich zu diesem versetzt, wie dies in Fig. 7 bei A und B angedeutet ist.
Bei Kursfahrt eines Schiffes erzeugen die Haupt- und Steuerantriebe 20 den Schub für die Geradeausfahrt. Die von dem Haupt- und Steuerantrieb 20 bzw. den Haupt- und Steuerantrieben unabhängig arbeitende Kurshalteruderanlage 30 bzw. Kurshalteruderanlagen setzen die Steuer- bzw. Regelsignale, die direkt vom Kursregler bzw. Sollwertgeber (Selbststeueranlage) erhalten werden, direkt durch Ruderblattanstellung und dadurch bewirkte Querkräfte und die sich damit ergebenden Steuermomente für das Schiff um. Dadurch werden während dieser betrieblichen Nutzung bei Kursfahrt des Schiffes die Pod-Propellerantriebe entlastet und es wirken auf diese keine großen Änderungskräfte bzw. Momente um die Drehachsen ein.

Claims (8)

  1. Schiff mit Fahranlage insbesondere Kreuzfahrtschiffe, mit kombinierten Haupt- und Steuerantrieben (20) mit mindestens einem Pod-Propellerantrieb (Podded propulsors) (25; 25'), wobei der Antrieb und mindestens ein Propeller (26; 26') in einem drehbaren, gondelartigen, außerhalb des eigentlichen Schiffskörpers (110) im Heckbereich (115) angeordneten Aggregat bzw. gondelartigen Gehäuse (27) zusammengefasst sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Schwenkbereiches des Pod-Propellerantriebes (25) bzw. der Pod-Propellerantriebe (25; 25') im Heckbereich (115) des Schiffskörpers (110) mindestens eine Kurshalteruderanlage (30) als unabhängiges, separates, kleines und bevorzugterweise elektrohydraulisch betriebenes und mit einem strömungsgünstigen Profil ausgebildetes Ruder (35) angeordnet ist, das während der Geradeausfahrt, vorzugsweise bei Kursreglerbetrieb (Selbststeuerbetrieb) bei während der Geradeausfahrt unbenutzten, nicht mehr eingesetzten und in Ruhestellung verbleibenden Haupt- und Steuerantrieben (20), ausschließlich die für das Schiff notwendigen Steuermomente bereitstellt.
  2. Fahranlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Kurshalteruderanlage (30) hinter dem Pod-Propellerantrieb (25) angeordnet ist.
  3. Fahranlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass jedem Pod-Propellerantrieb (25; 25') je eine Kurshalteruderanlage (30) zugeordnet ist.
  4. Fahranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die hinter dem Pod-Propellerantrieb (25; 25') angeordnete oder angeordneten Kurshalteruderanlagen (30) seitlich versetzt zu dem oder den Pod-Propellerantrieben (25; 25') im Heckbereich (115) des Schiffskörpers (110) sind.
  5. Fahranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kurshalteruderanlage bzw. die Kurshalteruderanlagen (30) außerhalb des Propellerstrahlbereiches des Pod-Propellerantriebes (25; 25') angeordnet ist.
  6. Fahranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei Pod-Propellerantrieben (25; 25') eine Kurshalteruderanlage (30) vorgesehen ist, die mittig zu den beiden Pod-Propellerantrieben (25, 25') angeordnet ist.
  7. Fahranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass jede Kurshalteruderanlage (30; 30') aus einer in an sich bekannter Weise ausgebildeten Ruderanlage besteht.
  8. Fahranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass jede Kurshalteruderanlage (30; 30') einzeln unabhängig und/oder gemeinsam gleichzeitig die zum Kurshalten des Schiffes notwendigen Stellsignale vom Kursregler (Selbststeuer) erhält und die Haupt- und Steuerantriebe ausschließlich den Vorausschub für das Schiff erzeugen.
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