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WO1997045319A1 - Vom hauptantrieb unabhängige, wahlweise als passives ruder oder als aktives manövrierorgan einsetzbare einrichtung für schiffe - Google Patents

Vom hauptantrieb unabhängige, wahlweise als passives ruder oder als aktives manövrierorgan einsetzbare einrichtung für schiffe Download PDF

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Publication number
WO1997045319A1
WO1997045319A1 PCT/DE1997/001064 DE9701064W WO9745319A1 WO 1997045319 A1 WO1997045319 A1 WO 1997045319A1 DE 9701064 W DE9701064 W DE 9701064W WO 9745319 A1 WO9745319 A1 WO 9745319A1
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WO
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rudder
wheel body
active
passive
independent
Prior art date
Application number
PCT/DE1997/001064
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk JÜRGENS
Christian Thieme
Original Assignee
Blohm + Voss International Gmbh
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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/04—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction
    • B63H1/06—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades
    • B63H1/08—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades with cyclic adjustment
    • B63H1/10—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades with cyclic adjustment of Voith Schneider type, i.e. with blades extending axially from a disc-shaped rotary body
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers

Definitions

  • Device for ships that is independent of the main drive and can be used either as a passive rudder or as an active maneuvering device
  • the invention relates to a device independent of the main drive, which can be used either as a passive rudder or as an active maneuvering device for ships with the features specified in the preamble of claim 1
  • the invention has for its object to overcome this deficiency and accordingly further develop a device according to the preamble of claim 1 such that the passive, low-resistance rudder effect and the active thrust generation is ensured with comparatively little structural and constructive effort
  • FIG. 1 shows the device according to the invention with two rudder blades
  • a device which works independently of the main drive of the ship, not shown, and with a horizontal wheel body 2 arranged in the area of the ship's bottom, not shown, one or more wings 3 projecting vertically downward from the wheel body, one or several separate drives 1 for controlling the wing position or the wing positions and a drive, not shown, for the Rad ⁇ body 2 is equipped
  • the wheel body 2 is rotatably mounted about its center with respect to the ship's bottom and eccentrically carries one or more vanes 3, which are rotatably mounted about its or the separately around its central longitudinal axis in the wheel body 2 and are equipped with a flow profile
  • the wheel body 2 In the passive operating state, the wheel body 2 is blocked and the wing (s) 3 are aligned so that the longitudinal axis of the wing (s) 3 runs parallel to the ship's slow axis A at zero position, at the rudder deflections at corresponding angles to this separate drives 1 to the wing or 3
  • the wheel body 2 rotates, with the control 1 of the drives 1 and the wings 3 depending on the circumferential angle of the wheel body 2 experiencing angular movements such that a thrust is generated.
  • the direction of thrust results from the tax laws and is 360 ° variable.
  • the separate control of the drives 1 enables any angular changes in the wings when the wheel body 2 rotates.
  • the thrust can be varied at a predetermined speed of the wheel body 2, idling when the wings are in the zero position and a thrust reversal over the zero position.
  • the device has the characteristics of a variable pitch propeller when the mode of operation is active

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Hydraulic Turbines (AREA)
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Abstract

Vom Hauptantrieb unabhängige, wahlweise als passives Ruder oder als aktives Manövrierorgan einsetzbare Einrichtung für Schiffe, bei der ein einziger oder mehrere längliche Flügel (3) exzentrisch an einem horizontalen, um seinen Mittelpunkt drehbar gelagerten Radkörper (2) um eine vertikale Achse drehbar gelagert und separat mit einem vom Hauptantrieb des Radkörpers unabhängigen Antrieb (1) derart steuerbar sind, daß bei Einsatz als passives Schiffsruder der Radkörper (2) festgehalten und der bzw. die Flügel (3) über einen bzw. mehrere separate Antriebe (1) in Richtung der Schiffslängsachse (A) ausgerichtet und ebenso die erforderlichen Ruderausschläge auf den bzw. die Flügel (3) übertragen werden und bei Einsatz als aktives Manövrierorgan der Radkörper (2) rotiert und entsprechend der gewünschten Schubrichtung, die um 360° variabel ist, durch eine Steuerung des bzw. der separaten Antriebe (1) der bzw. die Flügel (3) eine Bewegung relativ zum umgebenden Wasser ausführen, bei der eine gerichtete Schubkraft entsteht.

Description

Vom Hauptantrieb unabhängige, wahlweise als passives Ruder oder als aktives Mano¬ vrierorgan einsetzbare Einrichtung für Schiffe
Die Erfindung betrifft eine vom Hauptantrieb unabhängige, wahlweise als passives Ruder oder als aktives Manovrierorgan einsetzbare Einrichtung für Schiffe mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen
Mit Vertikaiachsenrotoren, die durch die DE-AS 19 41 652 bekannt geworden sind, ist zwar ein Manövrieren von Schiffen in beliebige Richtungen möglich, jedoch kann der dort vorgese¬ hene Voith-Schneider-Propeller nicht als passives energiesparendes Ruder bei Marschfahrt verwendet werden Die Ursache dafür ist die Kinematik des Voith-Schneider-Propellers und dessen Flugelzahl. die keine widerstandsarme Ausrichtung der Flügel in Schiffslangsrichtung bzw unter einem erforderlichen Ruderwinkel ermöglichen Mit dem Voith-Schneider-Propel¬ ler ist es ohne aktive Energiezufuhr nicht möglich, einen erforderlichen Kurswinkel des Schif¬ fes zu realisieren
Mit den Einrichtungen dieser Art, die durch die DE 44 43 100 A I bekannt geworden sind, ist es zwar möglich, passive Ruderwirkung und aktive Schubwirkung zu erzielen, die Kinematik des Getriebes impliziert aber ein festes Steuergesetz Bei aktiver Wirkungsweise besitzt der Rotor damit die Charakteristik eines Festpropellers Die Schubvariation muß demzufolge über eine Drehzahlanderung erfolgen Das erforderliche Planetengetriebe wird bei entsprechender Baugroße aufwendig und schwer
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu überwinden und demgemäß eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart weiterzuentwickeln, daß mit ver¬ gleichsweise geringem baulichem und konstruktivem Aufwand die passive, widerstandsarme Ruderwirkung und die aktive Schuberzeugung gewahrleistet wird
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruches 1 gelost, wobei die Anwendung eines separat steuerbaren, vom Hauptantrieb des Radkorpers unabhängigen An¬ triebes zum einen die erforderlichen Ruderausschlage bei passiver Nutzung der Einrichtung gewahrleistet und zum anderen bei aktiver Nutzung der Einrichtung und Drehung des Radkor¬ pers eine Relativbewegung und damit eine Anstromung des Flugeis ermöglicht, die einen ho¬ hen eeπchteten Schub bewirkt In der Zeichnung ist die erfindungsgemaße Einrichtung veranschaulicht, wobei kon Einzelheiten fortgelassen sind und lediglich eine Draufsicht auf den Radkorper mit Flug seperatem Antrieb in schematischer Form wiedergegeben ist
Es zeigt Fig 1 die erfindungsgemaße Einrichtung mit zwei Ruderblattern
In Fig 1 ist eine Einrichtung bezeichnet, die unabhängig von dem nicht dargestellten Hauptan¬ trieb des Schiffes arbeitet und mit einem waagerecht, im Bereich des nicht dargestellten Schiffsbodens angeordneten Radkorper 2, einem bzw mehreren von dem Radkorper vertikal nach unten ragenden Flügeln 3, einem bzw mehreren separaten Antrieben 1 zur Steuerung der Flugelstellung bzw der Flugelstellungen und einem nicht dargestellten Antrieb für den Rad¬ korper 2 ausgestattet ist
Der Radkorper 2 ist um seinen Mittelpunkt drehbar gegenüber dem Schiffsboden gelagert und tragt exzentrisch einen bzw mehrere Flügel 3, der um seine bzw die getrennt um ihre Mittel¬ langsachse in dem Radkorper 2 drehbar gelagert und mit einem Stromungsprofil ausgestattet sind
Im passiven Betriebszustand werden der Radkorper 2 blockiert und der bzw. die Flügel 3 so ausgerichtet, daß die Langsachse des bzw der Flügel 3 bei Nullstellung mit der Schiffs¬ langsachse A parallel verläuft, bei den Ruderausschlagen in entsprechenden Winkeln zu dieser Die Ruderausschläge werden von den separaten Antrieben 1 auf den bzw die Flügel 3 übertragen
Im aktiven Betriebszustand rotiert der Radkorper 2, wobei durch ein Steuergesetz der Antrie¬ be 1 der bzw. die Flügel 3 in Abhängigkeit des Umlaufwinkels des Radkorpers 2 Winkelande¬ rungen derart erfahren, daß ein Schub erzeugt wird. Die Schubrichtung ergibt sich aus den Steuergesetzen und ist 360° variabel. Die separate Steuerung der Antriebe 1 ermöglicht belie¬ bige Winkelanderungen der Flügel bei einem Umlauf des Radkorpers 2. Damit kann bei vorge¬ gebener Drehzahl des Radkorpers 2 der Schub variiert, bei Nullstellung der Flügel ein Leerlauf und über die Nullstellung hinweg eine Schubumkehr erzeugt werden. Die Einrichtung besitzt bei aktiver Betriebsweise die Charakteristik eines Verstellpropellers

Claims

Patentansprüche
1 Vom Hauptantrieb unabhängige, wahlweise als passives Ruder oder als aktives Manovrierorgan einsetzbare Einrichtung für Schiffe, bei der längliche Flügel exzentrisch an einem horizontalen, um seinen Mittelpunkt drehbar gelagerten Radkorper um eine vertikale Achse drehbar gelagert sind, gekennzeichnet dadurch, daß die wahlweise als passives Ruder oder als aktives Manovrierorgan einsetzbare Einrichtung für Schiffe, bei der ein einziger oder mehrere längliche Flügel (3) exzentrisch an einem horizontalen, um seinen Mittelpunkt drehbar gelagerten Radkorper (2) um eine vertikale Achse drehbar gelagert und separat mit einem vom Hauptantrieb des Radkorpers (2) unabhängigen Antrieb (1) derart steuerbar sind. daß bei Einsatz als passives Schiffsruder der Radkorper (2) festgehalten und der bzw die Flügel (3) über einen bzw mehrere separate Antriebe (1) in Richtung der Schiffslangsachse (A) ausgerichtet und ebenso die erforderlichen Ruderausschlage auf den bzw. die Flügel (3) übertragen werden, daß bei Einsatz als aktives Manovrierorgan der Radkorper (2) rotiert und entsprechend der gewünschten Schubrichtung, die um 360° variabel ist, durch eine Steuerung des bzw der separaten Antriebe (1), der bzw die Flügel (3) eine vom Radkorperumiauf abhangige Winkelanderung erfahren und damit eine Bewegung relativ zum umgebenden Wasser ausführen, bei der eine gerichtete Schubkraft entsteht
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