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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung im folgenden näher erläutert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.