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EP0875449A2 - Schiff - Google Patents

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Info

Publication number
EP0875449A2
EP0875449A2 EP98107376A EP98107376A EP0875449A2 EP 0875449 A2 EP0875449 A2 EP 0875449A2 EP 98107376 A EP98107376 A EP 98107376A EP 98107376 A EP98107376 A EP 98107376A EP 0875449 A2 EP0875449 A2 EP 0875449A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steering wheel
ship
hull
fuselage
ship according
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.)
Withdrawn
Application number
EP98107376A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0875449A3 (de
Inventor
Milos Vuckovic
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
Priority claimed from DE29708627U external-priority patent/DE29708627U1/de
Priority claimed from DE29710209U external-priority patent/DE29710209U1/de
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0875449A2 publication Critical patent/EP0875449A2/de
Publication of EP0875449A3 publication Critical patent/EP0875449A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/06Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water
    • B63B39/061Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water by using trimflaps, i.e. flaps mounted on the rear of a boat, e.g. speed boat
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/04Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with single hull
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B15/00Superstructures, deckhouses, wheelhouses or the like; Arrangements or adaptations of masts or spars, e.g. bowsprits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63B29/00Accommodation for crew or passengers not otherwise provided for
    • B63B29/02Cabins or other living spaces; Construction or arrangement thereof
    • B63B29/04Furniture peculiar to vessels
    • B63B29/12Self-levelling mountings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63B39/00Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/08Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using auxiliary jets or propellers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B49/00Arrangements of nautical instruments or navigational aids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/08Steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/16Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
    • B63B1/18Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydroplane type
    • B63B1/20Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydroplane type having more than one planing surface
    • B63B2001/202Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydroplane type having more than one planing surface divided by transverse steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H2025/022Steering wheels; Posts for steering wheels

Definitions

  • the invention relates to a ship according to the preamble of claim 1.
  • a floating body such as a ship's hull, is merely stabilizes the effects of water and wind through its focus exposed and the ship will roll and / or according to the wave movement Pitch movement as well as a vertical movement or a combination of these imposed.
  • roll axis refers here to the longitudinal axis of the hull and with a rolling motion, the hull is tilted about this longitudinal axis designated.
  • pitch axis herein means the transverse axis of the The ship's hull and pitching movements cause the hull to tilt referred to this transverse axis.
  • the steering wheel or handwheel is on one Control column stored and works by means of mechanical or electronic Facilities on the rudder blade of a ship.
  • these arrangements are disadvantageous in that a helmsman in a seated position the steering wheel can operate only poorly or not at all and also a poor insight on Has navigation or other instruments that are behind the steering wheel and from this and the control column are partially hidden.
  • the Control column to a relatively large distance between a seated Helmsman and the steering wheel, since the former between themselves and the steering column to have to rest his legs. The helmsman is therefore responsible for the safe operation of the Steering wheel forced into a standing position.
  • a means for leveling Compensation of trunk movements is provided, which in at least one Level a trunk movement in the pitch direction, roll direction and in the vertical direction compensates.
  • the steering position provided for this ship includes guidance means provided which rotates the steering wheel on its circumference about a central axis of the steering wheel.
  • the steering wheel is essentially designed as a circular tire you get a large, free passage area, so that the helmsman or The helmsman can also operate the steering wheel in a seated position, whereby in this position, the helmsman's legs, for example, with her thighs can be guided or reach through the cross section of the steering wheel and actuated foot pedals arranged in the rear area of the steering wheel can be.
  • Guide means has rollers, which are arranged on both sides of the steering wheel are that the steering wheel is rotatably mounted on its circumference about its central axis is.
  • the guide means has a frame, which is rotatably mounted so that the guide means together with the steering wheel is pivotable about a pivot axis.
  • the pivot axis is preferably in essentially along a floor area of the steering position and in particular formed perpendicular to the axis of rotation of the steering wheel.
  • the frame is laterally at two pivot points on one Bottom of the steering position.
  • the helmsman receives necessary and important data and information preferably via a display means provided on the steering wheel.
  • the display is on for a particularly easy and direct readability Scope of the steering wheel and this essentially arranged and closed aligned to an operator.
  • the display means has a Projector and a screen or a display, the screen on the circumference of the Steering wheel and the projector spaced from the screen on the guide means is arranged.
  • the projection path For guiding the projector, for example, outside of a foot area and To avoid shadowing the projector, the projection path preferably guided over a deflecting mirror.
  • the helmsman without Changes in position with respect to the steering wheel can be operated on one an operator-applied side of the steering wheel foot pedals arranged.
  • the hull design results in a particularly good leveling of the Ship against wave movement with the possibility of the ship as a whole or only to be raised at the bow or stern in that the means for leveling Compensation in a first level on the bow side and / or on the stern side on the Underside of the fuselage includes trim tabs.
  • the trim tabs are there preferably pivotable along a line with respect to the fuselage Swivel line runs at a predetermined angle to the fuselage longitudinal axis.
  • the swivel line of two opposite one another runs Trim tabs, one on the port side and the other on the starboard side is arranged, viewed in the direction of travel apart and are preferably each adjacent to a tear-off step on the underside of the fuselage, in particular in each case arranged upstream of a demolition stage.
  • trim tabs with the ship's rudder are controllably connected, the pivot angle of the trim tabs with respect to Hull by pushing and pulling the ship's rudder like a control horn an aircraft is controllable.
  • control electronics with Level sensor is provided, which is the side angle of the trim tabs automatically adjusts and lengthens that the hull, for example Movements are leveled due to swell.
  • Leveling with regard to the Control station includes the means for leveling compensation in a second Leveling a movable bearing of the helm on the fuselage, especially on a connecting tower on the fuselage, with the helm with respect to the fuselage in the pitch direction, roll direction and in the vertical direction is movably mounted.
  • the movable support of the helm is preferably carried out hydraulically this comprises at least two, in particular three hydraulic elements.
  • a is particularly preferred Control electronics with level sensor provided, which the movable mounting of the Controls the helm in such a way that it counteracts the movements of the fuselage leveled, for example by swell.
  • the means for leveling compensation in a third leveling level a connecting tower between the fuselage and the helm, with the connecting tower on the fuselage in Pitch direction, roll direction and in the vertical direction is movably mounted.
  • connection tower is preferably mounted hydraulically and comprises at least one filling piston element. It is also conceivable the problem of correct position of the tower and the pilot nacelle only mechanically by you have a center of gravity at the foot of the tower and at the connection to Gondola sets up, and only oversized blows by means of damping absorbed.
  • a is particularly preferred Control electronics provided with level sensor, which movable storage of the Control tower in such a way that the helm on the tower is leveled against the trunk movement, for example by swell.
  • a particularly comfortable helm results from the fact that it is in shape a pilot's cockpit is formed.
  • a particularly stable hull is achieved in that at least one predetermined section of a side wall of the fuselage in cross section an S-shaped Has profile.
  • the hull widens from the bow in a particularly preferred manner Arrow-like towards the stern and tapers sharply in a central aisle deck area. This taper in the midship deck area is preferably only in the Upper ship trained.
  • a dinghy lifting system integrated in the hull is useful intended. Inclinations due to the operation of this system can also be avoided with the system according to the invention are balanced.
  • the Underside of the hull in the central aisle area and at the stern preferably in each case at least one bow thruster is provided.
  • the Bow thruster also equipped with retractable rudders.
  • FIG. 1 shows a side view of a ship's hull 100 with a steering position 200, which is arranged elevated on a connection tower 12.
  • a steering position 200 On a bottom of the hull 100 are once in the central aisle area 14 and once at the stern 16 Bow thruster 20 formed.
  • the bow thrusters 20 additionally with heavy rudders which can be pivoted or retracted in the direction of arrow 22 18 equipped.
  • the hull is S-shaped Side curvatures 24 provided.
  • the movable and level-controlled pilot cockpit 10 can be in various ways and way can be realized. According to the invention there is preferably automated inclination compensation of waves or caused by Tilting or pounding trunk motion.
  • the pilot's cockpit is there tiltable about a roll and a pitch axis and additionally in the vertical slidable.
  • Analog drives are known, for example, from the area of Platforms for flight or vehicle simulations, however, in contrast to These applications do not simulate motion but just motion of the hull should be counteracted.
  • a certain height of the pulpit creates a sufficient work area for everyone Directions of movement, in particular for the vertical method with respect to the Hull ensured.
  • the pilot cockpit 10 or the control station 200 should always be reached and left.
  • the Pulpit 10 should be connected to the interior. You should have an emergency exit to have. In the event of a unit failure, all functions of a normal seaworthy Ship remain. You should have excellent air conditioning and Have ventilation. All instruments for the perfect guidance of the ship must be available. If a suspension breaks, it must be roadworthy continue to be guaranteed. The total weight of the system must be in one non-critical area to the center of gravity of the ship.
  • the pulpit 10 can heel and accelerate in the transverse axis or Compensate the pitch axis by up to approx. 20 degrees, in the longitudinal axis or roll axis Level up to 25 degrees and raise and lower approx. 2-3 meters. This will managed by two large hydraulic cylinders that can be tilted on the longitudinal axis are attached. The cylinders are operated by two working in parallel Hydraulic units held in place. The tilting movements of the pilot cockpit 10 are regulated by another hydraulic unit, which is located at the storage point of the work on the suspension of the nacelle. When the pressure drops Hydraulics lower the nacelle onto a stable platform on the Top of the tower and can be locked with saved emergency pressure.
  • the tower 12 as the holder of the pilot cockpit 10, houses, for example, a staircase that is dependent and variable relative to the pulpit, stair elements and one or more compensating webs in order to enable trouble-free access when the pulpit 10 and the tower 12 are lifted and swung.
  • the tower 12 is supported, for example, by three hydraulic elements and is therefore one of the calmed down "or leveled "area, which improves further with increasing height towards the pulpit 10 and ideally comes to a complete rest at the pulpit 10.
  • the tower 12 has the task of compensating for heights up to approx. 25 degrees on each side. In addition, it can incline in equalize the longitudinal axis of the ship 100 to 15 degrees forwards and backwards with 15 degrees, too. It can also slow down ramming movements on incoming waves and compensate for accelerations, eg into the trough.
  • Hull angle variable from approx. 35 degrees to an obtuse angle. The consequence is one immediate appearance of the entire front part of the ship. On the other hand, can the nose of the vehicle can be lowered again by retracting the flaps.
  • Similar flaps are attached to the stern demolition 32 of the hull 100, which results in an interesting interaction.
  • the ship can be in certain dimensions and depending on the size of the flaps and the Driving speed in all axes, such as roll, pitch and vertical axis influence.
  • the bow is raised 28 and 28 when the center flaps are extended retracted tailgates 28 about 3 to 4 meters relative to the opposite Position of the two pairs of flaps. Waves can be ridden in this way.
  • the lateral axis influence is also high when the flaps are actuated from the side effectively. Due to the weight of the aft ship and the larger width of the location Tailgate 28 to each other, however, there is a larger side Tilt efficiency at the rear flaps 28.
  • this fuselage corresponds to one when the flaps 28 are extended so-called three-point glider with ascending angles. The more the flaps are extended, the more the ship floats and reduces the wetted Water surface.
  • the S-shaped line continuation of the two tears 26 and 32 has a considerable Improved seaworthiness. This as a slow drive Damper against the dreaded rolling or heeling, as it is like a longitudinal keel Act.
  • the diagonal flap function can be used in the pulling and pushing movement Steering wheel can be integrated. But it can also have gas functions or in port forwards / backwards or other functions or Combinations of these.
  • the S-shaped page design (see Fig. 1) represents an improvement in the static Stiffness.
  • a tender's hoist serves as a padded safe little one Port entrance at the hull 100.
  • the dinghy moves freely into the opening where it, for example, using a remote control from one in the underwater area lying net that with special roles that are weighted inside and in the water keep the net deep, on two lifting rails and arms in a safe area is lifted quickly.
  • a landing bridge 36 with several functions can be seen. It serves as the end of a tail (Fig. 6) and is rotatable, the here End railing 38 represents a safe and solid handrail. On a For example, there is a bathing staircase on the rounding side. The long side and Rails can still be extended when extended.
  • the wave coming from the front or from the side lifts the ship.
  • the tries Calculator with the help of a level sensor and the corresponding software Raising the ship by lowering the front trim tabs28 and raising it the tailgate 28 readjust. This is the first working or leveling level.
  • the second working or leveling level is the connection tower from fuselage 100 to Pilot cockpit 10 which is 25 degrees sideways and 15 degrees forward / backward is hydraulically pivotable.
  • the third working or leveling level lies in the pilot cockpit 10 itself. This is for safety's sake, with two hydraulic systems, each with a travel distance of 2 meters equipped. It can be swiveled about 25 degrees in length.
  • the fourth working or leveling level lies in the side slope of the pulpit.
  • the pulpit inclined on both sides by 20 degrees.
  • the pulpit 10 is preferably in the ready position two meters in height or more. This ensures that all movements in this Height can be cushioned.
  • the cushioning work is done with the help of a pressure-compliant unit coped. It regulates the smaller shocks.
  • the control software turns the hydraulic cylinders into an intelligent spring-shock absorber unit, the tendency that occurs with all undesirable movements balances very efficiently.
  • the software is, for example, a self-learning and corrective Unit, it distinguishes between full load, incorrect load, changing loads and other negative influences on the hull position. This is done on the part of the computer, which, when comparing the target / actual to the level sensor, the immersion time, length and duration of the rolling and pounding movements and the occurring deviations are also taken into account.
  • Partial areas can also be set or driven manually.
  • the steering angle dependent quattrotrimming control is to be mentioned, which at with the handlebars extended, the front flaps extend and the rear flaps retract. You literally ride a wave with it. The opened ones Flaps 28 front and closed flaps 28 rear resulting bow lift is up to 3-4 meters depending on the driving speed. A more pleasant one Riding the waves even in extreme storms and a smaller immersion in the Wave valleys is a major advantage. You also put the gas operation and the Trim tabs on the steering angle position, you get much improved Controls over the ship. The driving experience should be a big surfboard equal.
  • the steering position 200 shown in FIGS. 8 and 9 comprises a steering wheel 210 which is rotatably supported in guide rollers 212 about a central axis 214.
  • a master roller 216 intended. All rollers 212 and 214 are arranged on a frame 218, which via suspensions 220 with bearings on a floor 222 of the steering position 200 is rotatably mounted about an axis 224. In Fig. 9, this is with an arrow 226 indicated accordingly.
  • the suspensions 220 with bearings are movable adjustable anchorage bearing points for pivoting the steering wheel 210 around the Axis 224.
  • the frame 218 is, for example, a rocker arm frame and the steering wheel 210 passed through openings 228 in the bottom 222.
  • the steering wheel 210 has the Shape of a tire or ring and is only on its circumference by rollers 212 supported. This creates an empty, open area enclosed by the steering wheel 230, through which a helmsman when operating the steering wheel 210 in a seated position Position can stretch his legs without the mobility or rotatability of the Restrict the steering wheel.
  • the steering wheel 210 By mounting the steering wheel 210 on his Scope namely eliminates the need for a tax column and the like Steering wheel spokes or spokes. Instead, the steering wheel 210 is endless in each Direction freely rotatable.
  • the steering wheel is, so to speak, stored exposed by means of Guide rollers 212, which are attached in the bottom region 222, so that the Steering wheel 210 in principle consists of a ring that extends over guide rollers 212 is held and guided on the bottom.
  • the guide rollers 212 have a holding function for the steering wheel 210; they can also be used as encoders.
  • the guide rollers are provided with sprockets, which are arranged in corresponding elements, such as. To engage the ring gear or rack on the steering wheel 210 to operate via a control unit.
  • Display 232 attached, which moves with either the steering wheel 210 or by means of a projection technique, which is described in more detail below, Data always at a predetermined position on the circumference of the steering wheel 210 represents.
  • this fixed position is the 12 o'clock position 234 of the steering wheel circumference or in other words the upper one Vertex of the steering wheel circumference.
  • a counterweight 238 also stabilizing the tilting movement.
  • the Master cylinder 236 can also have a damper function.
  • the free passage surface 230 of the steering wheel 210 can be used for this, for example be used that seen from the helmsman behind this area additional Displays and instruments are arranged, as shown in Fig. 10. This are, for example, a monitor 240 with projector displays 242, emergency instruments 244, further monitors 246, an alarm display 247, a display of a steering wheel projector 249 and left and right pedals 248 and 250.
  • a helmsman thus sits within the circumference of steering wheel 210 and has it all aforementioned instruments 240 to 250 at the same time in view, by means of the opening 230 of legs extended through the pedals 248 and 250 can operate.
  • FIG. 11 and 12 show two different pivot positions of the steering wheel 210 about axis 224, with monitor 240 remaining immobile in place.
  • a pivoting projection device 252 can also be seen. This includes a projector 254 attached to frame 218 in a boom 256. A End of boom 256 is attached to frame 218 and supports the other end compared to the projector 254 a deflecting mirror 258. This results in a Projection path 260, which has a projection display 249 on the steering wheel 210 causes and pivots with the steering wheel 210 about the axis 224. This Project display or playback can be done on a built-in frosted glass pane 249a respectively.
  • the steering wheel 210 forms overall a screen for the projector 254 and is for this purpose for example optically with a mirror surface or one in the circumferential direction trimmed matte area equipped on the data for the helmsman a viewing side of the steering wheel 210 mirrored or faded in will.
  • the helmsman or helmsman sits due to the new design of the Control station 200 quasi in the steering wheel 210 and stretches its legs through the steering wheel to operate foot pedals 248 and 250.
  • the entire Steering wheel 210 can be used as a display over its circumference. All types are omitted of spokes, as with conventional steering wheels and steering columns are not needed more.
  • the size of the steering wheel 210 can be arbitrary and only depending on the objective determines that a helmsman or helmsman will always be in a seated position can operate, stretching his legs through the steering wheel. this will due to the free-floating mounting of the steering wheel 210 in the bottom part 222 of the Steering position reached.
  • the pivotability of the steering wheel 210 about the axis 224 enables the helmsman to steer the steering wheel 210 in an optimal manner Actuation position and reading position of the displayed or on the monitor 240 to pan the displayed data.
  • the pivotability of the steering wheel 210 in the direction of arrow 262 can be about a sled guide is made to move the steering wheel 210 back and forth to be able to.
  • the respective angular position is preferred by locking noticeable.
  • the pivot axis 224 is preferably in the bottom area, for example, deck 222 of a ship.
  • the steering wheel or steering wheel 210 itself can in particular be made of transparent, glass-like material or Plastic.
  • a display is preferred in the upper area of the steering wheel provided on which further data can also be specified.
  • FIG. 13 shows a further embodiment of a steering wheel 210, two Display areas 232 are provided, the projection displays 249 or with the Wheel 210 can be concurrent displays.
  • the steering wheel is 210 divided into sections by sections. Further sections of the Steering wheel can be made with rubber-like bulges or handles be provided with another suitable material in order to increase the grip.
  • a device 290 running on the steering wheel 210 e.g. Steel rope in one Silicone jacket, or pimpled tape with a rubber back or teeth on the Steering wheel inner circle, which operates a toothing on the encoder roller 280, the Control roller 216 controlled twice or alone (Fig. 14). This is done via a Deflection roller in order to maintain the direction of rotation.
  • a Deflection roller in order to maintain the direction of rotation.
  • the encoder role 216 is only with equipped with a gear. There are no tension rollers and transfer rollers.

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Abstract

Der Schiffsrumpf (100) eines Schiffes mit einem erhöhten Steuerstand (200) ist mit einem Mittel zum nivellierenden Ausgleich von Rumpfbewegungen versehen, welches in wenigstens einer Ebene eine Rumpfbewegung in Nickrichtung, Rollrichtung und in vertikaler Richtung ausgleicht. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiff gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein schwimmender Körper, wie beispielsweise ein Schiffsrumpf ist lediglich stabilisiert durch seinen Schwerpunkt den Einflüssen von Wasser und Wind ausgesetzt und es wird dem Schiff entsprechend der Wellenbewegung eine Roll- und/oder Nickbewegung sowie eine Vertikalbewegung oder eine Kombination dieser aufgezwungen.
Der Ausdruck Rollachse bezeichnet hierin die Längsachse des Schiffsrumpfes und mit Rollbewegung wird ein Verkippen des Schiffsrumpfes um diese Längsachse bezeichnet. Der Ausdruck Nickachse bezeichnet hierin die Querachse des Schiffsrumpfes und mit Nickbewegungen wird ein Verkippen des Schiffsrumpfes um diese Querachse bezeichnet.
Derartige Bewegung werden oftmals als unangenehm empfunden, führen häufig zu Seekrankheit, und gefährden zusätzlich das Schiff, da starke Auslenkungen des Schiffsrumpfes um die Roll- und/oder Nickachse zu einem Verrutschen der Ladung und schlimmstenfalls zum Kentern des Schiffes führen können.
Bei herkömmlichen Steuerständen ist das Steuer- oder Handrad an einer Steuersäule gelagert und wirkt vermittels mechanischer oder elektronischer Einrichtungen auf das Ruderblatt eines Schiffes. Diese Anordnungen sind jedoch insofern nachteilig, als ein Rudergänger in einer sitzenden Position das Steuerrad nur schlecht oder gar nicht bedienen kann und ferner einen schlechten Einblick auf Navigations- oder sonstige Instrumente hat, die hinter dem Steuerrad und von diesem und der Steuersäule teilweise verdeckt angeordnet sind. Ferner zwingt die Steuersäule zu einem relativ großen Abstand zwischen einem sitzenden Rudergänger und dem Steuerrad, da ersterer zwischen sich und der Steuersäule seine Beine lagern muß. Der Rudergänger ist daher für eine sichere Betätigung des Steuerrades in eine stehende Position gezwungen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schiff mit einem verbesserten Schiffsrumpf und mit einem Steuerstand der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, welcher die obengenannten Nachteile beseitigt.
Diese Aufgabe wird durch einen Schiffsrumpf der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Mittel zum nivellierenden Ausgleich von Rumpfbewegungen vorgesehen ist, welches in wenigstens einer Ebene eine Rumpfbewegung in Nickrichtung, Rollrichtung und in vertikaler Richtung ausgleicht.
Dies hat den Vorteil, daß die Schiffsbewegung durch das Wasser, sicherer und für Fahrgäste und Besatzung angenehmer verläuft.
Bei dem bei diesem Schiff vorgesehene Steuerstand sind Führungsmittel vorgesehen, welche das Steuerrad an dessen Umfang drehbar um eine Mittelachse des Steuerrades lagern.
Dies hat den Vorteil, daß das Steuerrad in keiner Weise an einer Steuersäule gelagert ist, so daß diese vollständig entfallen kann. Gleichfalls entfallen die bei den bekannten Steuerrädern vorgesehenen Speichen.
Dadurch, daß das Steuerrad im wesentlichen als kreisförmiger Reifen ausgebildet ist erzielt man eine große, freie Durchtrittsfläche, so daß der Steuermann oder Rudergänger auch in sitzender Position das Steuerrad betätigen kann, wobei in dieser Stellung die Beine des Rudergängers beispielsweise mit ihren Oberschenkeln durch den Querschnitt des Steuerrades hindurch geführt sein können bzw. greifen und im rückwärtigen Bereich des Steuerrades angeordnete Fußpedale betätigt werden können.
Es ergibt sich eine besonders einfache und wirkungsvolle Anordnung, wenn das Führungsmittel Rollen aufweist, die beidseits des Steuerrades derart angeordnet sind, daß das Steuerrad an seinem Umfang drehbar um seine Mittelachse gelagert ist.
Für eine flexible und entsprechend an Bedürfnisse des Rudergängers anpaßbare Positionierung des Steuerrades weist das Führungsmittel einen Rahmen auf, welcher derart drehbar gelagert ist, daß das Führungsmittel zusammen mit dem Steuerrad um eine Schwenkachse schwenkbar ist. Hierbei ist die Schwenkachse bevorzugt im wesentlichen entlang eines Bodenbereiches des Steuerstandes und insbesondere senkrecht zur Drehachse des Steuerrades ausgebildet.
Zweckmäßigerweise ist hierbei der Rahmen seitlich an zwei Drehpunkten an einem Boden des Steuerstandes gelagert.
Der Rudergänger erhält für ihn erforderliche und wichtige Daten und Informationen bevorzugt über ein am Steuerrad vorgesehenes Anzeigemittel.
Für eine besonders einfache und direkte Ablesbarkeit ist das Anzeigemittel am Umfang des Steuerrades und diesem im wesentlichen folgend angeordnet und zu einer Bedienungsperson hin ausgerichtet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Anzeigemittel einen Projektor und einen Schirm bzw. ein Display auf, wobei der Schirm am Umfang des Steuerrades und der Projektor beabstandet vom Schirm am Führungsmittel angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß die Daten vom Projektor immer an eine vorbestimmte Position am Umfangsbereich des Steuerrades projezierbar sind, unabhängig von der Stellung bzw. Drehung des Steuerrades, beispielsweise in eine 12-Uhr-Position, d.h. vom Rudergänger aus gesehen am oberen Scheitelpunkt des Umfangsbereiches des Steuerrades.
Für eine Führung der Projektor beispielsweise außerhalb eines Fußbereiches und zur Vermeidung von Abschattungen des Projektors wird die Projektionsstrecke vorzugsweise über einen Umlenkspiegel geführt.
Für eine jederzeit gute Ablesbarkeit der auf das Steuerrad projizierten Daten unabhängig von der Stellung bzw. Drehung des Steuerrades ist der gesamte Umfang des Steuerrades als Schirm ausgebildet.
Zum Darstellen weiterer wichtiger Daten in übersichtlicher Weise, welche ohne Positionsveränderung des Rudergängers bzgl. des Steuerrades durch dieses hindurch ablesbar sind, ist an einer einer Bedienungsperson abgewandten Seite des Steuerrades ein Monitor angeordnet.
Für weitere Bedienungsfunktionen, die vom Rudergänger ohne Positionsveränderungen bezüglich des Steuerrades bedienbar sind, sind an einer einer Bedienungsperson angewandten Seite des Steuerrades Fußpedale angeordnet.
Durch die Schiffsrumpfausgestaltung ergibt sich eine besonders gut Nivellierung des Schiffes gegen Wellenbewegung mit der Möglichkeit das Schiff insgesamt oder nur am Bug oder am Heck anzuheben dadurch, daß das Mittel zum nivellierenden Ausgleich in einer ersten Nivellierebene bugseitig und/oder heckseitig an der Unterseite des Rumpfes angeordnete Trimmruder umfaßt. Die Trimmruder sind dabei bevorzugt entlang einer Linie bezüglich des Rumpfes schwenkbar, wobei diese Schwenklinie in einem vorbestimmten Winkel zum Rumpflängsachse verläuft.
Für eine größtmögliche Wirkung laufen die Schwenklinie zweier gegenüberliegender Trimmruder, von denen eines backbordseitig und das andere steuerbordseitig angeordnet ist, in Fahrtrichtung gesehen auseinander und sind bevorzugt jeweils benachbart zu einer Abrißstufe an der Unterseite des Rumpfes, insbesondere jeweils stromauf einer Abrißstufe, angeordnet.
Wesentlich verbesserte Steuerungseigenschaften und eine einfache Handhabung der Schiffssteuerung wird dadurch erzielt, daß die Trimmruder mit dem Schiffsruder steuerbar verbunden sind, wobei der Schwenkwinkel der Trimmruder bezüglich des Rumpfes durch Drücken und Ziehen des Schiffsruders analog einem Steuerhorn eines Flugzeuges steuerbar ist.
Eine automatisierte Nivellierung wird dadurch erzielt, daß eine Steuerelektronik mit Niveausensor vorgesehen ist, welche den Seitenwinkel der Trimmruder derart automatisch einstellt und verlängert, daß der Rumpf entgegen beispielsweise Bewegungen aufgrund von Seegang nivelliert ist.
Für eine weiter verbesserte Wirksamkeit der Nivellierung bezüglich des Steuerstandes umfaßt das Mittel zum nivellierenden Ausgleich in einer zweiten Nivellierebene eine bewegliche Lagerung des Ruderstandes auf dem Rumpf, insbesondere auf einem Verbindungsturm am Rumpf, wobei der Ruderstand bezüglich des Rumpfes in Nickrichtung, Rollrichtung und in vertikaler Richtung beweglich gelagert ist.
Die bewegliche Lagerung des Ruderstandes erfolgt vorzugsweise hydraulisch wobei diese wenigstens zwei, insbesondere drei Hydraulikelemente umfaßt.
Für eine automatisierte Nivellierung ist in besonders bevorzugter Weise eine Steuerelektronik mit Niveausensor vorgesehen, welche die bewegliche Lagerung des Ruderstandes derart ansteuert, daß dieser entgegen Rumpfbewegungen beispielsweise durch Seegang nivelliert ist.
Für ein einfaches und gefahrloses Betreten des Ruderstandes auch während der Nivellierung ist zwischen Rumpf und Ruderstand ein Personenübergang mit Längenausgleichsvorrichtung vorgesehen.
Für eine weiter verbesserte Wirkung der Nivellierung umfaßt das Mittel zum nivellierenden Ausgleich in einer dritten Nivellierebene einen Verbindungsturm zwischen Rumpf und Ruderstand, wobei der Verbindungsturm auf dem Rumpf in Nickrichtung, Rollrichtung und in vertikaler Richtung beweglich gelagert ist.
Die bewegliche Lagerung des Verbindungsturms erfolgt vorzugsweise hydraulisch und umfaßt wenigstens ein Füllkolbenelement. Es ist auch denkbar das Problem der richtigen Lage des Turms und der Pilotengondel nur mechanisch zu lösen, indem man eine Schwerpunktlagerung am Fuß des Turmes und an der Verbindung zur Gondel einrichtet, und nur überdimensionale Schläge mittels einer Dämpfung absorbiert.
Für eine automatisierte Nivellierung ist in besonders bevorzugter Weise eine Steuerelektronik mit Niveausensor vorgesehen, welche bewegliche Lagerung des Verbindungsturms derart ansteuert, daß der Ruderstand auf dem Verbindungsturm entgegen der Rumpfbewegung beispielsweise durch Seegang nivelliert ist.
Für einen einfachen und gefahrlosen Übergang einer Person in den Ruderstand sind zwischen Rumpf und Verbindungsturm und/oder zwischen Verbindungsturm und Ruderstand Personenübergänge mit Längenausgleichsvorrichtung vorgesehen.
Ein besonders komfortabler Ruderstand ergibt sich dadurch, daß dieser in Form einer Pilotenkanzel ausgebildet ist.
Ein besonders stabiler Rumpf wird dadurch erzielt, daß wenigstens ein vorbestimmter Abschnitt einer Bordwand des Rumpfes im Querschnitt ein S-förmiges Profil aufweist.
Zweckmäßigerweise ist am Heck des Rumpfes eine seitlich zum Rumpf drehbare Landungsbrücke mit Laufsteg vorgesehen, wobei in eingedrehtem Zustand die Landungsbrücke eine Reling der Bordwand bildet.
In besonders bevorzugter Weise verbreitert sich der Schiffsrumpf vom Bug in Richtung Heck pfeilartig und verjüngt sich in einem Mittelschiffdeck-Bereich stark. Dabei ist diese Verjüngung im Mittelschiffdeck-Bereich vorzugsweise nur im Oberschiff ausgebildet.
Zweckmäßigerweise ist eine in den Rumpf integrierte Beiboot-Hebeanlage vorgesehen. Auch Neigungen aufgrund des Betriebs dieser Anlage können mit dem erfindungsgemäßen System ausgeglichen werden.
Für einen direkten Antrieb mit besonders guten Manövriereigenschaften ist an der Unterseite des Rumpfes im Mittelschiffbereich und am Heck vorzugsweise jeweils wenigstens ein Bugstrahlruder vorgesehen. Zur weiteren Verbesserung des Ansprechverhaltens dieser Bugstrahlruder auch bei geringer Fahrt sind die Bugstrahlruder zusätzlich mit einfahrbaren Schwertrudern versehen.
Vorteilhafte Weitergestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in
Fig. 1
eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Schiffsrumpfes,
Fig. 2
eine vergrößerte Darstellung eines Bugstrahlruders mit Schwertruder,
Fig. 3
einen Schiffsrumpf in Unteransicht,
Fig. 4
im Längsschnitt,
Fig. 5
im seitlichen Querschnitt,
Fig. 6
in Rückansicht auf das Heck mit Landungsbrücke,
Fig. 7
in Aufsicht auf das Heck mit Landungsbrücke,
Fig. 8
einen Steuerstand in Aufsicht,
Fig. 9
in Seitenansicht,
Fig. 10
in einer weiteren Aufsicht mit zusätzlichen Instrumenten,
Fig. 11
in einer weiteren Seitenansicht in aufrechter Stellung,
Fig. 12
in einer weiteren Seitenansicht in verschwenkter Stellung,
Fig. 13
eine Aufsicht auf ein Steuerrad gemäß einer weiteren Ausführungsform und
Fig. 14
eine Aufsicht auf ein Steuerrad gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einer Durchrutschsicherung bei der Übertragung der Steuerraddrehung an die Geberrolle.
Fig. 1 zeigt eine seitliche Ansicht eines Schiffsrumpfes 100 mit einem Steuerstand 200, der erhöht auf einem Verbindungsturm 12 angeordnet ist. An einer Unterseite des Rumpfes 100 sind einmal im Mittelschiffbereich 14 und einmal am Heck 16 Bugstrahlruder 20 ausgebildet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Bugstrahlruder 20 zusätzlich mit in Pfeilrichtung 22 verschwenkbaren bzw. einfahrbaren Schwertrudern 18 ausgestattet. Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Schiffsrumpf mit S-förmigen Seitenwölbungen 24 versehen.
Die bewegliche und niveauregulierte Pilotenkanzel 10 kann auf verschiedenste Art und Weise realisiert werden. Es erfolgt erfindungsgemäß ein vorzugsweise automatisierter Neigungsausgleich von durch Wellengang oder verursachten Schieflagen oder stampfender Bewegung des Rumpfes. Die Pilotenkanzel ist dabei um eine Roll- und eine Nickachse verkippbar und zusätzlich in der vertikalen verschiebbar. Analoge Antriebe kennt man beispielsweise aus dem Bereich von Plattformen für Flug- oder Fahrzeugsimulationen, wobei jedoch im Gegensatz zu diesen Anwendungen keine Bewegung simuliert sondern gerade einer Bewegung des Schiffsrumpfes entgegengewirkt werden soll.
Durch eine bestimmte Höhe der Kanzel wird ein ausreichender Arbeitsbereich für alle Bewegungsrichtungen, insbesondere für das vertikale Verfahren bezüglich des Schiffsrumpfes sichergestellt.
Mit relativ kleinen Bewegungen, beispielsweise am Befestigungsfußpunkt eines Verbindungsturms zwischen der Pilotenkanzel und dem Rumpf, wird durch die Hebelwirkung eine gesteigerte Wirkung an der Pilotenkanzel erreicht. Eine entsprechende Wirkung ist jedoch ersichtlich auch ohne Verbindungsturm, also bei direkt am Rumpf angeordneter Kanzel, welche hierbei am Deck aufliegt, möglich. Es kommt hierbei nicht wesentlich darauf an, wie die Kanzel befestigt ist, sondern, daß sie beweglich in drei Raumachsen (zusätzlich der zwei Achsen des Turmes, also fünf Achsen) gehaltert ist, so daß der Pilot des Schiffes eine gemilderte wenn nicht sogar gerade
Figure 00100001
Flugbahn" über dem vom Seegang und Wind beeinflußten Rumpf zieht, wobei diese gerade Bahn in drei Achsen gleichermaßen realisiert ist.
Folgende Vorgaben und Sicherheitsfragen sind jedoch bei der detaillierten Ausgestaltung der beweglichen Lagerung zu berücksichtigen: Die Pilotenkanzel 10 bzw. der Steuerstand 200 sollte immer zu erreichen und zu verlassen sein. Die Kanzel 10 sollte mit dem Innenbereich verbunden sein. Sie sollte einen Notausgang haben. Bei Aggregatausfall müssen alle Funktionen eines normalen seetüchtigen Schiffes erhalten bleiben. Sie sollte über eine hervorragende Klimatisierung und Belüftung verfügen. Alle Instrumente zur einwandfreien Führung des Schiffes müssen vorhanden sein. Bei Bruch einer Aufhängung muß die Fahrtüchtigkeit weiterhin gewährleistet sein. Das Gesamtgewicht der Anlage muß in einem unkritischen Bereich zum Schwerpunkt des Schiffes liegen.
Die Kanzel 10 kann Krängungen und Beschleunigungen in der Querachse bzw. Nickachse von bis zu ca. 20 Grad ausgleichen, in der Längsachse bzw. Rollachse von bis zu 25 Grad nivellieren und sich ca. 2 - 3 Meter heben und senken. Dies wird durch zwei große Hydraulikzylinder bewältigt, die auf der Längsachse kippbar angebracht sind. Die Zylinder werden von zwei parallel arbeitenden Hydraulikeinheiten in Position gehalten. Die Kippbewegungen der Pilotenkanzel 10 werden von einer weiteren Hydraulikeinhet geregelt, die am Lagerungspunkt der beiden Zylinder an der Aufhängung der Gondel, arbeiten. Bei Druckverlust der Hydraulik senkt sich die Gondel auf ein bewegungsstabiles Podest auf der Turmspitze ab und kann mit gespeichertem Notdruck arretiert werden.
Der Turm 12 als Halter der Pilotenkanzel 10 beherbergt beispielsweise einen relativ zur Kanzel abhängigen und variablen Aufgang, Treppenelemente und einen oder mehrere Ausgleichsstege um bei Hüben und Schwingen der Kanzel 10, und des Turms 12 ein einwandfreies Begehen zu ermöglichen. Der Turm 12 wird dabei beispielsweise von drei Hydraulikelementen getragen und zählt somit zum beruhigten" bzw. nivellierten" Bereich, der sich mit zunehmender Höhe zur Kanzel 10 hin weiter verbessert und im Idealfall an der Kanzel 10 ganz zum Ruhen kommt. Der Turm 12 hat die Aufgabe, Krängungen bis ca. 25 Grad zu jeder Seite auszugleichen. Außerdem kann er Neigungen in der Längsachse des Schiffes 100 bis 15 Grad nach vorn und hinten gleichfalls mit 15 Grad ausgleichen. Er kann auch Stampfbewegungen bei ankommenden Wellen abbremsen und Beschleunigungen, z.B. ins Wellental hinein ausgleichen.
Der Übergang vom festen Schiffsraum in den nivellierten Turm 12 bzw. in die nivellierte Kanzel 10 wird mit Hilfe einer punktgelagerten, beweglichen Brücke in die metazentrische Ebene der drei wirkenden Hydrauliken im Fuß des Turmes 12 erreicht. Von hier aus geht es dann beispielsweise ca. einen Meter über fünf Stufen, die mit dem Turm verbunden sind, nach oben in Richtung Kanzel 10 zu einem Hubausgleichssteg, der auf einer Seite am Turm aufliegt und auf der anderen Seite von einer anschließenden Pilotenkanzeltreppe geführt wird. Bei Hubbewegungen gleicht der Steg zwischen den beiden Höhen aus. Wegen der Länge von ca. 3.5m und ablaufender Ruhelage kann er Unterschiede bis 2 m Höhe bewältigen. Die ihn führende Treppe zur Kanzel 10 ist an der Kanzel freihängend angebracht und hat einen weiteren vermittelnden Rundsteg als Abschluß. Hilfsführungen verlaufen abwärts zu den beiden Hydraulikzylindern.
Eine Abrißstufe 26, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in der Mitte des Schiffs 100, stellt einen sensibilisierten Punkt dar, der mehr als die nachfolgende Rumpffläche des Schiffsgewicht trägt, und Änderungen in diesem Bereich haben erheblichen Einfluß auf das Fahrverhalten des Schiffes. Aus diesem Grund sind unmittelbar in der Nähe diagonal verlaufende Trimmruder bzw. Klappen 28 angebracht, die in ihrem Vorlaufswinkel auseinandergehen. Die diagonalen Befestigungslinien sind mit 30 bezeichnet. Bei ausfahrender Tätigkeit ändern sie den bestehenden festen
Rumpfwinkel von ca. 35 Grad in einen stumpferen Winkel variabel. Die Folge ist ein unmittelbares Auftauchen des gesamten Vorderteils des Schiffes. Anderseits kann durch Einfahren der Klappen die Bugspitze des Gefährtes wieder abgesenkt werden.
Am Heckabriß 32 des Schiffsrumpfes 100 sind ähnliche Klappen angebracht, wodurch sich ein interessantes Zusammenspiel ergibt Das Schiff läßt sich in bestimmten Maße und abhängig von der Größe der Klappen und der Fahrgeschwindigkeit in allen Achsen, wie Roll-, Nick- und Vertikalachse beeinflussen.
Die Anhebung des Buges beträgt bei ausgefahrenen Mittenklappen 28 und eingefahrenen Heckklappen 28 ca. 3 bis 4 Meter relativ zur entgegengesetzten Stellung der beiden Klappenpaare. Wellen lassen sich auf diese Weise abreiten. Die Querachsenbeeinflussung ist bei seitlicher Betätigung der Klappen gleichfalls hoch effektiv. Durch die Schwere des Achterschiffes und die größere Weite der Lage der Heckklappen 28 zueinander, ergibt sich allerdings ein größerer seitlicher Neigungswirkungsgrad bei den hinteren Klappen 28.
Der Charakter dieses Rumpfes entspricht bei ausgefahrenen Klappen 28 einem sogenannten Dreipunktgleiter mit aufsteigenden Winkeln. Je mehr die Klappen ausgefahren sind, desto mehr schwimmt das Schiff auf und verkleinert die benetzte Wasserfläche.
Mit geeigneter Steuersoftware, einer Rechnersteuerung und einem Niveausensor stellt diese Einrichtung eine beträchtliche Verbesserung des Seeverhaltens und Komforts eines Schiffes dar.
Die S-förmige Linienweiterführung der beiden Abrisse 26 und 32 hat eine erhebliche Verbesserung der Seetüchtigkeit zur Folge. Sie diesen in langsamer Fahrt als Dämpfer gegen das gefürchtete Rollen oder Krängen, da sie wie ein Längskiel wirken.
Die Diagonalklappenfunktion kann in die Zieh- und Drückbewegung eines Steuerrades integriert werden. Es können aber auch Gasfunktionen oder im Hafen vorwärts/rückwärts aufgelegt werden oder auch weitere Funktionen oder Kombinationen hieraus.
Das S-förmige Seitendesign (vgl. Fig. 1) stellt eine Verbesserung der statischen Steifheit dar.
Bei der Pfeilkonstruktion", wie aus Fig. 4 ersichtlich, handelt sich um eine Verbreiterung des Mittelschiffsdeckbereiches 34 bei gleichbleibendem Unterschiff.
Eine Hebeanlage eines Tenders dient als eine gepolsterte sichere kleine Hafeneinfahrt am Schiffsrumpf 100. Das Beiboot fährt ungehindert in die Öffnung, wo es beispielsweise mittels einer Fernbedienung von einem im Unterwasserbereich liegenden Netz, das mit speziellen Rollen, die innen beschwert sind und im Wasser das Netz tief halten, auf zwei Hebeschienen und Armen in einen sicheren Bereich schnell gehoben wird.
Aus Fig. 6 und 7 ist eine Landungsbrücke 36 mit mehreren Funktionen ersichtlich. Sie dient als Abschluß eines Hecks (Fig. 6) und ist drehbar, wobei hier die Abschlußreling 38 einen sicheren und soliden Handlauf darstellt. Auf einer Rundungsseite befindet sich beispielsweise eine Badetreppe. Die Längsseite und Reling sind im ausgefahrenen Zustand noch verlängerbar.
Es ist bekannt, daß Wasserstrahlantriebe bei geringer Fahrt keine gute Ruder- und Manövrierfähigkeit haben. Deshalb sind an den Bugstrahlrudern 20 (Fig. 1 und 5) einfahrbare Schwertruderblätter seitlich an den beweglichen Düsen vorgesehen, um beispielsweise bei schwerer See ein verbessertes Kursverhalten herbeizuführen.
Da sowohl die Motorfundamente als auch die Gesamtkonstruktion der Pilotenkanzel und Aufgänge schwingend ausgeführt sind, ergibt sich eine geringere Beanspruchung der Schiffskonstruktionen bei Schlägen und unter schwerer See. Bei Benutzung der erfindungsgemäßen Pilotenkanzel 10 kommt es zur Linderung der unangenehmen Seekrankheit. Die Leistungsfähigkeit einer Seemannschaft ist bei solchem Komfort unvergleichlich größer.
Zum besseren Verhältnis wird nachfolgend der Ablauf des abreitens einer auftretenden Welle nochmals im Zusammenhang beschrieben:
Die von vorn oder seitlich kommende Welle hebt das Schiff an. In einem Zeitpunkt, zu dem die Welle für den Insassen noch nicht wahrnehmbar ist, versucht der Rechner mit Hilfe eines Niveausensors und der entsprechenden Software, die Anhebung des Schiffes durch Absenkung der Vordertrimmklappen28 und Anhebung der Heckklappen 28 nachzuregeln. Dieses ist die erste Arbeits- bzw. Nivellierebene.
Die zweite Arbeits- bzw. Nivellierebene ist der Verbindungsturm vom Rumpf 100 zur Pilotenkanzel 10, welche seitlich zu 25 Grad und vorwärts/rückwärts um 15 Grad hydraulisch schwenkbar ist.
Die dritte Arbeits- bzw. Nivellierebene liegt in der Pilotenkanzel 10 selbst. Diese ist sicherheitshalber mit zwei Hydrauliken mit einem Fahrweg von jeweils 2 Metern ausgerüstet. Sie kann in der Länge nach um ca. 25 Grad geschwenkt werden.
In der Seitenneigung der Kanzel liegt die vierte Arbeits- oder Nivellierebene. Hier wird mit Hilfe von zwei kleineren Hydraulikeinheiten, die oberhalb der Hydraulikzylinder angebracht sind, die Kanzel beidseitig um 20 Grad geneigt.
Selbstverständlich können alle Achsen Nick-, Roll- und Vertikalachsen auch gleichzeitig im kombinierten Betrieb angesprochen werden.
In der Bereitschaftsstellung befindet sich die Kanzel 10 hierbei vorzugsweise auf zwei Meter Höhe oder mehr. Dies gewährleistet, daß alle Bewegungen in dieser Höhe abgefedert werden können. Die Abfederungsarbeit wird mit Hilfe einer drucknachgebenden Einheit bewältigt. Sie regelt die kleineren Stöße ab. Mit anderen Worten mach die Regelsoftware aus den Hydraulikzylindern eine intelligente Feder-Stoßdämpfer-Einheit, die bei allen unerwünschten Bewegungen auftretende Neigung sehr effizient ausgleicht.
Da es bei der Software beispielsweise um eine selbstlernende und korrigierende Einheit handelt, unterscheidet sie zwischen Vollbeladung, Falschbeladung, wechselnden Lasten und anderen negativen Einflüssen auf die Schiffsrumpflage. Dies geschieht seitens des Rechners, der beim Soll/Ist-Vergleich zum Niveausensor, die Eintauchzeit, Länge und Dauer der Roll und Stampfbewegungen und die auftretenden Abweichungen mit berücksichtigt.
Selbstverständlich unterscheidet er zwischen einer von Wellen verursachten Neigung, und einer wünschenswerten Neigung, die sich aus der Lenkeinstellung und Relation zur Geschwindigkeit ergibt, zum Beispiel das in die Kurve Hineinlegen". In diesem Fall ist der Fahrer immer in Balance, also senkrecht zur Beschleunigungsachse, wie übrigens auch beim Anfahren und Abbremsen.
Trifft in einer kurvengefahrenen Neigung das Schiff auf eine Welle, werden Neigungsprioritäten gesetzt, und die für Besatzung und Eigner angenehmsten Einstellungen bevorzugt.
Ab einem bestimmten Zeitpunkt (Wind, Wellen oder sonstigen extremen Gefahren) oder einer bestimmten Geschwindigkeit werden wahlweise einzelne Stufen des Systems, oder auch alle Komponenten, ausgeschaltet und in die stabile Ruhestellung gebracht.
Es können auch Teilbereiche manuell eingestellt oder gefahren werden. Als Beispiel hierbei ist die Lenkwinkel abhängige Quattrotrimmsteuerung zu nennen, die bei gezogenem Lenker die Vorderklappen ausfährt und die hinteren Klappen einfährt. Damit reitet man im wahrsten Sinne des Wortes eine Welle ab. Die aus geöffneten Klappen 28 vorne und geschlossenen Klappen 28 hinten resultierende Buganhebung beträgt je nach Fahrgeschwindigkeit bis zu ca. 3-4 Metern. Ein angenehmeres Abreiten der Wellen selbst in extremen Stürmen und ein kleineres Eintauchen in den Wellentälern ist ein wesentlicher Vorteil. Legt man auch den Gasbetrieb und die Trimmklappen auf die Lenkwinkelstellung auf, erhält man wesentlich verbesserte Kontrollen über das Schiff. Das Fahrgefühl dürfte einem großem Surfboard gleichkommen.
Der in Fig. 8 und 9 dargestellte Steuerstand 200 umfaßt ein Steuerrad 210, welches in Führungsrollen 212 drehbar um eine Mittelachse 214 gelagert ist. Zusätzlich ist zur Aufnahme der Drehbewegung des Steuerrades 210 und entsprechender Weiterleitung dieser Bewegung an ein nicht dargestelltes Ruder eine Geberrolle 216 vorgesehen. Alle Rollen 212 und 214 sind an einem Rahmen 218 angeordnet, welcher über Aufhängungen 220 mit Lagern an einem Boden 222 des Steuerstandes 200 um eine Achse 224 drehbar gelagert ist. In Fig. 9 ist dies mit einem Pfeil 226 entsprechend angedeutet. Die Aufhängungen 220 mit Lager bilden beweglich justierbare Verankerungslagerpunkte zum Schwenken des Steuerrades 210 um die Achse 224.
Der Rahmen 218 ist beispielsweise ein Wipplenkergestell und das Steuerrad 210 ist durch Öffnungen 228 im Boden 222 hindurch geführt. Das Steuerrad 210 hat die Form eines Reifens oder Ringes und ist nur an seinem Umfang durch Rollen 212 gehaltert. Dadurch entsteht eine leere, offene, vom Steuerrad umschlossene Fläche 230, durch die ein Rudergänger bei der Bedienung des Steuerrades 210 in sitzender Position seine Beine strecken kann, ohne die Beweglichkeit bzw. Drehbarkeit des Steuerrades einzuschränken. Durch die Lagerung des Steuerrades 210 an seinem Umfang entfällt nämlich die Notwendigkeit für eine Steuersäule und entsprechender Steuerradspaken oder -speichen. Statt dessen ist das Steuerrad 210 endlos in jede Richtung frei drehbar.
Das Steuerrad ist sozusagen freiliegend gelagert und zwar vermittels der Führungsrollen 212, die im Bodenbereich 222 angebracht sind, so daß das Steuerrad 210 im Prinzip aus einem Ring besteht, der über die Führungsrollen 212 bodenseitig gehalten und geführt ist. Die Führungsrollen 212 haben Haltefunktion für das Steuerrad 210; sie können auch als Geber eingesetzt werden. In diesem Fall sind die Führungsrollen mit Zahnkränzen versehen, die in entsprechende Elemente, wie z.B. Zahnkranz oder Zahnstange an dem Steuerrad 210 eingreifen, um dieses über eine Steuereinheit zu betätigen.
Am Umfang des Steuerrades 210 ist in einem vorbestimmten Bereich wenigstens ein Display 232 angebracht, welches sich entweder mit dem Steuerrad 210 mit bewegt oder mittels einer Projektionstechnik, die nachfolgend noch näher beschrieben wird, Daten immer an einer vorbestimmten Position am Umfang des Steuerrades 210 darstellt. Diese feste Position ist beispielsweise, wie in Fig. 8 dargestellt, die 12-Uhr-Position 234 des Steuerradumfangs oder mit anderen Worten der obere Scheitelpunkt des Steuerradumfanges.
Für eine Unterstützung bzw. Durchführung des Kippvorhangs um die Achse 224 ist, wie aus Fig. 9 ersichtlich, am Rahmen 218 ein Geberzylinder 236 für die Kippfunktion angeordnet, wobei ferner ein Gegengewicht 238 die Kippbewegung stabilisiert. Der Geberzylinder 236 kann auch Dämpferfunktion haben.
Die freie Durchtrittsfläche 230 des Steuerrades 210 kann beispielsweise dafür genutzt werden, daß vom Rudergänger aus gesehen hinter dieser Fläche zusätzliche Anzeigen und Instrumente angeordnet sind, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Dies sind beispielsweise ein Monitor 240 mit Projektoranzeigen 242, Notinstrumente 244, weitere Monitore 246, eine Alarmanzeige 247, eine Anzeige eines Lenkradprojektors 249 und linke und rechte Pedale 248 und 250.
Ein Rudergänger sitzt somit innerhalb des Umfangs der Steuerrades 210 und hat alle vorgenannten Instrumente 240 bis 250 gleichzeitig im Blick, wobei er mittels durch die Öffnung 230 hindurchgestreckter Beine gleichzeitig die Pedale 248 und 250 bedienen kann.
Die Fig. 11 und 12 zeigen zwei verschiedene Schwenkstellungen des Steuerrades 210 um die Achse 224, wobei der Monitor 240 unbeweglich an seinem Ort verbleibt. Ferner ist eine mitschwenkende Projektionsvorrichtung 252 ersichtlich. Diese umfaßt einen Projektor 254, der in einem Ausleger 256 am Rahmen 218 befestigt ist. Ein Ende des Auslegers 256 ist am Rahmen 218 befestigt und das andere Ende trägt gegenüber des Projektors 254 einen Umlenkspiegel 258. Somit ergibt sich ein Projektionsweg 260, der eine Projektionsanzeige 249 auf dem Steuerrad 210 hervorruft und mit dem Steuerrad 210 um die Achse 224 mitschwenkt. Diese Projektanzeige bzw. -wiedergabe kann auf einer eingebauten Milchglasscheibe 249a erfolgen.
Auf diese Weise befindet sich die Projektionsanzeige 249 immer am oberen Scheitelpunkt 234, unabhängig von der Verdrehung und Verschwenkung des Steuerrades 210 um die Achsen 214 und 224 (Fig. 8). Das Steuerrad 210 bildet dabei insgesamt einen Schirm für den Projektor 254 und ist zu diesem Zweck beispielsweise optisch mit einer Spiegelfläche oder einem in Umfangsrichtung verlaufenden matten Bereich ausgestattet, auf dem Daten für den Rudergänger auf einer Betrachtungsseite des Steuerrades 210 eingespiegelt oder eingeblendet werden.
Der Rudergänger bzw. Steuermann sitzt aufgrund der neuen Ausgestaltung des Steuerstandes 200 quasi im Lenkrad 210 und streckt seine Beine durch das Lenkrad hindurch, um die Fußpedale 248 und 250 betätigen zu können. Das gesamte Lenkrad 210 ist über seinen Umfang als Display verwendbar. Es entfallen jegliche Art von Speichen, wie bei herkömmlichen Lenkrädern und Steuersäulen werden nicht mehr benötigt.
Die Größe des Steuerrades 210 kann beliebig sein und lediglich von der Zielsetzung bestimmt, daß ein Rudergänger bzw. Steuermann dieses immer in sitzender Position betätigen kann, wobei er seine Beine durch das Steuerrad hindurch streckt. Dies wird durch die freifliegende Lagerung des Steuerrades 210 im Bodenteil 222 des Steuerstandes erreicht. Die Verschwenkbarkeit des Steuerrades 210 um die Achse 224 ermöglicht dem Steuermann, das Steuerrad 210 in eine für ihn optimale Betätigungsposition und Ableseposition der eingeblendeten bzw. am Monitor 240 angezeigten Daten zu verschwenken.
Die Verschwenkbarkeit des Steuerrades 210 in Pfeilrichtung 262 (Fig. 12) kann über eine Schlittenführung erfolgen, um das Steuerrad 210 nach vorn und hinten bewegen zu können. Die jeweilige Winkelstellung ist bevorzugt durch Arretierungen feststellbar. Die Schwenkachse 224 ist vorzugsweise im Bodenbereich, beispielsweise Deck 222 eines Schiffes, angeordnet. Das Lenkrad bzw. Steuerrad 210 selbst kann insbesondere aus transparentem, glasartigen Material bzw. Kunststoff bestehen.
Außerdem ist bevorzugt im oberen Bereich des Lenkrades noch ein Display vorgesehen, auf dem weitere Daten mit angegeben werden können.
Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Steuerrades 210, wobei zwei Displaybereiche 232 vorgesehen sind, die Projektionsanzeigen 249 oder mit dem Rad 210 mitlaufende Anzeigen sein können. Auf diese Weise ist das Steuerrad 210 abschnittsweise in mehrere Abschnitte aufgeteilt. Weitere Abschnitte des Steuerrades können mit wulstartig ausgebildeten Handhabern aus Gummi oder einem anderen geeigneten Material versehen sein, um die Griffigkeit zu erhöhen.
Um auch bei Nässe oder bei einer Ölverschmutzung des Steuerrades 210 eine einwandfreie und präzise Übertragung der Drehung des Steuerrades an die Geberrolle 216 zu gewährleisten, um ein Durchrutschen zu vermeiden, wird mittels einer an dem Steuerrad 210 mitlaufenden Einrichtung 290, z.B. Stahlseil in einem Silikonmantel, oder Noppenband mit einem Gummirücken oder Zahnung auf dem Steuerradinnenkreis, die eine Zahnung an der Geberrolle 280 betreibt, die Geberrolle 216 doppelt oder auch allein angesteuert (Fig. 14). Dies erfolgt über eine Umlenkrolle zwecks Beibehaltung der Drehrichtung. Hierbei ist die Innenverzahnung auf der Innenseite des Steuerrades 210 die Platz sparendste Alternative; auch ergibt sich keine Verschlechterung der Einbautiefe. Die Geberrolle 216 wird lediglich mit einem Zahnrad ausgestattet. Es entfallen Spannrollen und Übertragungsrollen.

Claims (18)

  1. Schiff, bei dem der Schiffsrumpf (100) einen erhöhten Steuerstand (200) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Schiffsrumpf (100) mit einem Mittel zum nivellierenden Ausgleich von Rumpfbewegungen versehen ist, welches in wenigstens einer Ebene eine Rumpfbewegung in Nickrichtung, Rollrichtung und in vertikaler Richtung ausgleicht.
  2. Schiff nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Mittel zum nivellierenden Ausgleich in einer ersten Nivellierebene bugseitig und/oder heckseitig an der Unterseite des Rumpfes angeordnete Trimmruder (28) umfaßt, die entlang einer Linie bezüglich des Rumpfes (100) schwenkbar sind, wobei diese Schwenklinie (30) in einem vorbestimmten Winkel zur Rumpflängsachse verläuft, wobei die Schwenklinie (30) zweier gegenüberliegender Trimmruder (28) von denen eines backbordseitig und das andere steuerbordseitig angeordnet ist, in Fahrtrichtung vorzugsweise auseinanderlaufen.
  3. Schiff nach einem der Ansprüche 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Trimmruder (28) jeweils benachbart zu einer Abrißstufe (26) an der Unterseite des Rumpfes (100) und jeweils stromauf einer Abrißstufe (26) angeordnet sind, wobei die Trimmruder (28) mit dem Schiffsruder steuerbar verbunden sind, wobei der Schwenkwinkel der Trimmruder (28) bezüglich des Rumpfes (100) durch Drücken und Ziehen des Schiffsruder analog einem Steuerhorn eines Flugzeuges steuerbar ist.
  4. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Mittel zum nivellierenden Ausgleich in einer zweiten Nivellierebene eine bewegliche Lagerung des Ruderstandes auf dem Rumpf, insbesondere auf einem Verbindungsturm am Rumpf, umfaßt, wobei der Steuerstand (200) bezüglich des Rumpfes (100) in Nickrichtung, Rollrichtung und in vertikaler Richtung beweglich gelagert ist, wobei die bewegliche Lagerung des Steuerstandes (200) hydraulisch oder mechanisch erfolgt und, der wenigstens ein, insbesondere drei Hubkolbenelemente umfaßt.
  5. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Mittel zum nivellierenden Ausgleich in einer dritten Nivellierebene einen Verbindungsturm (12) zwischen dem Rumpf (100) und dem Steuerrad (210) umfaßt, wobei der Verbindungsturm auf dem Rumpf in Nickrichtung, Rollrichtung und in vertikaler Richtung beweglich gelagert ist, wobei die bewegliche Lagerung des Verbindungsturms (12) hydraulisch, pneumatisch oder auch mechanisch mit einer Dämpfereinheit erfolgt und wenigstens ein Hubkolbenelement umfaßt.
  6. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Steuerelektronik mit Niveausensor vorgesehen ist, welche die bewegliche Lagerung des Verbindungsturms (12) derart ansteuert, daß der Steuerstand (200) auf dem Verbindungsturm (12) entgegen Rumpfbewegungen beispielsweise durch Seegang nivelliert ist.
  7. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen dem Rumpf (100) und dem Verbindungsturm (12) und/oder zwischen Verbindungsturm (12) und dem Steuerstand (200) Personenübergänge mit Längenausgleichsvorrichtung vorgesehen sind, wobei der Steuerstand (200) in Form einer Pilotenkanzel ausgebildet ist.
  8. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens ein vorbestimmten Abschnitt einer Bordwand des Rumpfes im Querschnitt ein S-förmiges Profil aufweist.
  9. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich der Schiffsrumpf (100) vom Bug in Richtung Heck pfeilartig verbreitert und in einem Mittelschiffdeck-Bereich (34) stark verjüngt, wobei die Verjüngung im Mittelschiffdeck-Bereich (34) nur im Oberschiff ausgebildet ist.
  10. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an der Unterseite des Rumpfes (100) im Mittelschiffbereich und am Heck jeweils wenigstens ein Bugstrahlruder (20) vorgesehen ist, wobei die Bigstrahlruder (20) zusätzlich mit einfahrbaren Schwertrudern (18) versehen sind.
  11. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß für das Steuerrad (210) des Steuerstandes (200) zum Bedienen eines Schiffsruders Führungsmittel (212, 218) vorgesehen sind, die das Steuerrad (210) an dessen Umfang drehbar um eine Mittelachse (214) des Steuerrades (210) lagern, wobei das Steuerrad (210) im wesentlichen als kreisförmiger Reifen ausgebildet ist und daß Führungsmittel Rollen (212) vorgesehen sind, die beidseits des Umfanges des Steuerrades (210) derart angeordnet sind, daß das Steuerrad (200) an seinem Umfang drehbar um seine Mittelachse (214) gelagert ist, wobei das Führungsmittel einen Rahmen (218) aufweist, der derart drehbar gelagert ist, daß das Führungsmittel zusammen mit dem Steuerrad (210) um eine Schwenkachse (224) schwenkbar ist, die im wesentlichen entlang eines Bodenbereiches (222) des Steuerstandes (200) ausgerichtet ist.
  12. Schiff nach einem der anderen Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Rahmen (218) seitlich an zwei Drehpunkten (220) an einem Boden (222) des Steuerstandes (200) gelagert ist und daß die Schwenkachse (224) im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (214) des Steuerrades (210) verläuft, wobei an dem Steuerrad (210) wenigstens ein Anzeigemittel (232, 249) vorgesehen ist, das am Umfang des Steuerrades (210) und diesem im wesentlichen folgend angeordnet ist.
  13. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Anzeigemittel einen Projektor (254) und einen Schirm bzw. ein Display (249) aufweist, wobei der Schirm (249) am Umfang des Steuerrades (210) und der Projektor (254) beabstandet vom Schirm (249) am Führungsmittel (212, 218) angeordnet ist, wobei ein Umlenkspiegel (258) zwischen dem Projektor (254) und dem Schirm (249) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der gesamte Umfang des Steuerrades (210) als Schirm (249) ausgebildet ist.
  14. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an einer einer Bedienungsperson abgewandten Seite des Steuerrades (210) ein Monitor (240) und an einer einer Bedienungsperson abgewandten Seite des Steuerrades Fußpedale (248, 250) angeordnet sind.
  15. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß für eine Durchrutschsicherung des Steuerrades (210) bei der Übertragung der Steuerraddrehung an eine Geberrolle (216) an dem Steuerrad (210) eine mit diesem mitlaufende Einrichtung (290) vorgesehen ist, die
    a) aus einem Stahlseil in einem Kunststoffmantel, insbesondere in einem Silikonmantel, oder
    b) aus einem Noppenband mit einem Gummirücken, oder
    c) aus einer Zahnung auf dem Innenkreis des Steuerrades (210), die eine Zahnung an der Geberrolle (216) betreibt,
    besteht, so daß die Geberrolle (216) doppelt oder allein angesteuert wird.
  16. Steuerrad für ein gemäß der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildetes Schiff,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Steuerrad (210) des Steuerstandes (200) im wesentlichen als kreisförmiger Reifen ausgebildet ist und daß Führungsmittel Rollen (212) vorgesehen sind, die beidseits des Umfanges des Steuerrades (210) derart angeordnet sind, daß das Steuerrad (200) an seinem Umfang drehbar um seine Mittelachse (214) gelagert ist, wobei das Führungsmittel einen Rahmen (218) aufweist, der derart drehbar gelagert ist, daß das Führungsmittel zusammen mit dem Steuerrad (210) um eine Schwenkachse (224) schwenkbar ist, die im wesentlichen entlang eines Bodenbereiches (222) des Steuerstandes (200) ausgerichtet ist.
  17. Steuerrad nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Rahmen (218) seitlich an zwei Drehpunkten (220) an einem Boden (222) des Steuerstandes (200) gelagert ist und daß die Schwenkachse (224) im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (214) des Steuerrades (210) verläuft, wobei an dem Steuerrad (210) wenigstens ein Anzeigemittel (232, 249) vorgesehen ist, das am Umfang des Steuerrades (210) und diesem im wesentlichen folgend angeordnet ist.
  18. Steuerrad nach einem der Ansprüche 16 und 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Anzeigemittel einen Projektor (254) und einen Schirm bzw. ein Display (249) aufweist, wobei der Schirm (249) am Umfang des Steuerrades (210) und der Projektor (254) beabstandet vom Schirm (249) am Führungsmittel (212, 218) angeordnet ist, wobei ein Umlenkspiegel (258) zwischen dem Projektor (254) und dem Schirm (249) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der gesamte Umfang des Steuerrades (210) als Schirm (249) ausgebildet ist.
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