DE1197778B - Schlingerstabilisierungsanlage fuer Schiffe mit wenigstens einer um ihre Laengsachse schwenk-baren Flosse - Google Patents

Description

• Schlingerstabilxsierunpsanlage für Schiffe reit wenigstens einer um ihre Längsachse schwenkbareix Flosse Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlingerstabilisierungsanlage für Schiffe mit wenigstens einer Flosse; die um ihre Längsachse, die mit einer zur Querschiffs, achse parallelen Länie parallel oder in einem kleinen Winkel dazu verläuft, schwenkbar ist, wobei der Flossenschaft in Lagern in einem Lagsrgebäuse gelagert ist, das den Flossenschaft umschließt, und zwei Lagerzapfen aufweist, und das mit Schaft und Flosse in ein in oder an dem Schiffsrumpf angebrachtes Gehäuse um eine zweite Achse über einen an einem Lagerzapfen angreifenden Antrieb eindrehbar ist.
• Bei einer bekannten Schlingerstabilisierungsanlage dieser Art ist das Lagergehäuse finit Schaft und Flosse in das im. Schiffsrumpf vorgesehene Gehäuse um eine parallel zur Schiffslängsachse angeordnete Welle um etwa 90° nach oben eindrehbar. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die auf die ausgedrehte Flosse betriebsmäßig einwirkenden Antriebskräfte im Sinne der Verstaubewegung der Flosse wirksam sind, so daß sehr umfangreiche und robuste Sperreinrichtungen vorgesehen werden-müssen, um die Flosse in der ausgedrehten Betriebsstellung zuverlässig zu verriegeln. Diese Sperreinrichtungen vergrößern den Raumbedarf sowie die Beschaffungskosten der Anlage und ihre Ausbildung bereitet deshalb Schwierigkeiten, weil die aufzunehmenden Auftriebskräfte sehr erheblich und außerdem veränderlich sind. Ferner liegt Ein Mangel: der bekannten Artordnung .darin, daß der gesamte Lageraufbau für die schwenkbare und eindrehbare Lagerung des Flossenschaftes sich in dem von Seewasser erfüllten Gehäuse befindet, welches auch die eingedrehte Flosse aufnimmt, so daß auch diese Leget dem ständigen Angriff durch das Seewasser ausgesetzt sind. Weiterhin greift die Flossenschwenkeiiirichtung nicht am Flossenschaft; sondern über einen Kegelrad-Zahnstangentrieb an der Flosse selbst an, was zu größeren Momenten führt.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile sind eine Schlin= gerstabilisierungsanlage der erwähnten Art erfinn dungsgemäß in der Weise ausgebildet, daß die zweite Achse in an sich bekannter Weise senkrecht zu der Symmetrieebene der Flosse in der Nullstellung verläuft, wozu die Lagerzapfen als obere und untere Lagerzapfen ausgebildet sind, die selbst in abgedichteten Lagern in Wandungen eines die Flosse im Schiffsrumpf aufnehmenden Kastens gelagert sind, wobei durch einen dieser Lagerzapfen hindurch das & -'- die Versehwenkung des Flossenschaftes dienende Bt tätigungsglied geführt ist, Bei Tiefenrudern für Unterseeboote ist an sich eine ; A-iordnung bekamit bei welcher die Ruder um eine se.ikrecht zu ihrer Symmetleebene verlaufende Achse eindrehbar gelagert sind. Diese Tiefenruder sind jedoch so gelagert, daß sie nicht um ihre Längsachse verdrehbar sind. Der Anstellwinkel der Tiefenruder ist viehmehr dadurch einstellbar, daß die Tiefenruder um eine gemeinsame Drehwelle schwenkbar sind, mit der sie über Jeweils einen auf der Drehwelle senkrecht stehenden Zapfen, den das Ruderschaftende umgreift, verbunden sind. Beim Schwenken jedes Ruders führt dieses somit eine translatorische Bewegung, aber nicht eine reine Drehbewegung um seine Längsachse aus. Daraus resultieren zusätzliche Belastungen der Bauteile. Dazu kommt, daß auch bei dieser Tauchruderanlege die gesamten Lager- und Betätigungseinrichtungen der beiden Ruder in einem von Seewasser erfülltenRaum angeordnet und somit demAngrifE durch das Seewasser ständig ausgesetzt sind.
• Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Anlage zweckmäßig in der Weise ausgebildet, daß der die Schwenkung der Flosse bewirkende Antrieb eine an sich bekannte Pleuelstange mit zylindrischem Kreuzkopf aufweist, der sich in einem den oberen Lagerzapfen .durchsetzenden Zylinder verschiebt und daß die Pleuelstange innerhalb des Gehäuses in an sich bekannter Weise mit einem an dem Flossenschaft angebrachten Kurbelhebel gelenkig verbunden ist. In diesem Zusammenhang ist bereits eine Stabilisierungsanlage mit einziehbaren Flossen bekannt, deren Flossenschäfte über Kurbeln von hydraulisch angetriebenen Pleuelstangen verschwenkt werden.
• Schließlich erstreckt sich die Erfindung .auf eine vorteilhafte Ausbildung. der Anlage, bei welcher die Lagergehäuse sowie die Antriebs- und Verriegelungseinrichtungen für die -Flossendrehnng und Flossen-Schwenkung in einem eine transportierbare Einheit bildenden Kasten untergebracht sind, welcher an. der Schiffsseite oder in einem an dieser gebildeten Aufnahmeraum einsetzbar ist.
• Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt F i g. 1 eine Draufsicht der Flossenschwenk- und Drehanlage bei ausgedrehter Flosse, F i g. 2 einen senkrecjiten@Schnitt dieser Anlage, bei eingedrehter Flosse;- `"" F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der F 1 g. 2. Die Flosse 20 wird mit Hilfe eines hydraulischen Kolbenzylinderatitriebs-26 in ihrer ausgedrehten Betriebsstellung um ihre Längsachse 24 geschwenkt. Der hydraulische Antrieb 26 wird durch eine von einem Elektromotor 33 angeriebene Pumpe 27 mit veränderlicher Förderung gemäß einer am Flossenschaft ermittelten Querkraft-Steuergröße beaufschlagt.
• Für das Verstauen oder Eindrehen der Flosse sind hydraulische Antriebe e,9; 30 vorgesehen, die überein Magnetventil mit C51 as-einer Hilfspumpe 32 beaufschlagt werden: Die Verstauantriebe 29; 30 drehen die Flosse um eine Achse 38 in eine im Schiffsrumpf vorgesehene Kammer. FürÄ;den Fall, daß die elektrische Versorgung ausfällt, Mami eine Handpumpensteuerung vorgesehen sein. .
• Die Flosse 20 ist mit-Hilfe von Schrauben oder in anderer Weise starr an 'dem Flossenschaft 77 befestigt, welcher in Lagern 89ä-90 in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 91 für Schwenkungen um die Achse 24 .gelagert ist. Das Gehäuse 91 selbst weist einen oberen und einen unteren Lagerzapfen 92 bzw. 93 auf, mittels derer es um eine im wesentlichen senkrechte Achse 38 drehbar ist. Diese Achse steht rechtwinklig zur Schwenkachse der Flosse 20. Für die Wellenstummel sind Lager 94, 95 (F i g. 2) in der oberen und der unteren Wandung eines wasserdichten Kastens für die Flossenschwenkvorrichtung vorgesehen. Der Kasten wird aus den Wandungen 96, 97, 98 und 99 gebildet. Da dieser Flossenkasten mit Seewasser gefüllt ist, sind. hydraulische Dichtungen 100 und 101 vorgesehen, die verhindern, daß Seewasser in den Schiffsraum eindringt.
• Das Gehäuse 91 weist hydraulischeDichtungen 102 auf; die verhindern, daß Seewasser in dieses Gehäuse eindringt: Zur weiteren Sicherung gegen das Eindringen von Seewasser in das Gehäuse 91 kann dieses vollständig mit Öl aus einer nicht abgebildeten C)1-Wanne gefüllt sein. Das C51 wird unter einem Druck gehalten, der etwas größer ist als der Druck des Seewassers in Flossentiefe. Querkräfte oder Belastungen, die von der Flosse 20 erzeugt werden, werden über die in waagerechtem gegenseitigem Abstand angeordneten Lager 89 und 90 auf das Gehäuse 91 übertragen und von diesem über die Lagerzapfen 92 und 93 und die mit gegenseitigem senkrechtem Abstand angeordneten Lager 94 und 95 auf den Schiffsrumpf übertragen. Die Kästen können mit Hilfe von Platten oder Versteifungen verstärkt sein. Am; oberen Lagerzapfen 92 des Gehäuses 91 ist eine Platte 105 befestigt, die einen Kreuzkopf 106 trägt, mit dem die Kolben 140, 141 der Verstauzylinder 29, 30 verbunden sind. Die Platte trägt ferner einen senkrechten Zylinder 107, an dessen Oberende der Flossenschwenkzylinder 26 befestigt ist. Mit dem Kolben 108 dieses Zylinders 26 ist ein zylindrischer Kreuzkopf 109 verbunden, der innerhalb des Zylinders 107 gleitet. Im Kreuzkopf ist eine Pleuelstange 110 gelenkig angebracht, die sich von dort nach unten erstreckt und bei 111 mit dem Kurbelhebel 112 verbunden ist. Dieser bildet einen Teil des Flossenschaftes 77.
• Bei ausgedrehter- Flosse wird-- eine Bewegung des Kolbens 108 im Zylinder 26 über den Kreuzkopf 109 und die Pleuelstange 110 übertragen. Hierdurch wird mit Hilfe des Hebels 112 die Flosse 20 um die Achse 24 geschwenkt. Ein geregelter CSldruck aus der Pumpe 27 wird dem Zylinder 26 durch eine hydraulische Verbindung 113 und hydraulische Schleifringe 114 zugeführt. Hierbei kann sich. der ganze Zylinder 26 um seine senkrechte Achse 38 -drehen, ohne daß biegsame Röhren od. dgl. erforderlich sind.
• Um die Flosse zu verstauen, wird, wie erwähnt, von der Pumpe 32 durch hydraulische Leitungen 29', 30' Druckflüssigkeit in die Antriebszylinder 29, 30 geleitet. Diese Zylinder sind mit Hilfe von sich kreuzenden biegsamen Leitungen 138, 139 so geschaltet, daß sie in entgegengesetzter Weise wirken.
• Vor dem Verstauen muß die Flosse jedoch in einer vorbestimmten oderneutralenStellunggegenüber dem Schiffsrumpf verriegelt werden. Zu diesem Zweck ist ein Geber 130 vorgesehen, welcher den tatsächlichen Schwenkwinkel der Flosse gegenüber dem Rumpf mißt, .und dessen Nullstellung der waagerechten Lage (Schwenkwinkel Null) der Flosse entspricht. Die Rückführstange 117 weist einen gezahnten Teil 131 auf, der in ein Zahnrad 132 eingreift, durch welches der Geber 130 entsprechend der Flossenanstellung eingestellt wird.
• Die Flosse wird in ihrer waagerechten Lage mit Hilfe von Riegeln 134 und 135 verriegelt, die gelenkig gekuppelt und durch eine Federung vorgespannt sind. Während der normalen Arbeitsweise der Anlage werden die Riegel durch Druckflüssigkeit, die von der Pumpe 32 geliefert wird; in ihrer dargestellten Lage gehalten. Beim Einleiten eines Verstauvorganges wird diese Druckflüssigkeit abgeschaltet, woraufhin die Federung 136 die Riegel 134 und 135 in den Zylinder 107 hineindrückt. Während die Schwenkservoanlage die Flosse in ihre Nullstellung schwenkt, kommt die eine oder die andere der vorstehenden Klinken mit einem Teil 137 des Kreuzkopfes 109 in Eingriff, hält dadurch die Bewegung des Kreuzkopfes 109 an und verriegelt die Flosse in ihrer Nullstellung. Da keine Rückmeldung der Flossenstellung vorgesehen ist (der Geber 130 bildet die einzige Überwachung -des Flossenschwenkzylinders 26), wird der Schwenkzylinder das Bestreben haben, den Kreuzkopf 109 durch die Nullstellung zu bewegen. Nach dem Verriegeln der Flossen können diese verstaut werden.
• Wie F i g. 1 zeigt, sind Mittel zum Verriegeln der Flosse in ihrer verstauten oder ausgedrehten Lage vorgesehen. Zur Verriegelung der Flosse in ihrer ausgedrehten Stellung werden durch Federungen vorgespannte hydraulisch betätigte Riegel 142 und 143 mit dem Kreuzkopf 106 in Eingriff gebracht, wenn dieser beiderAnsichtnach Fig. 1 in seiner äußersten durch Rechtsdrehung erreichbaren Stellung steht, die durch mechanische Anschläge 144 und 145 bestimmt wird. Ein Schalter 146 betätigt einen Anzeiger und zeigt der Bedienungsperson an, daß die Flosse voll ausgedreht und mit Hilfe der Riegel 142 und 143 in dieser Lage verriegelt ist. Ebenso ist eine Klinke 148 vorgesehen, welche den Kreuzkopf 106 und damit die Flosse 20 in ihrer Verstaulage verriegelt, was durch die gestrichelten Linien in F i g. 1 angedeutet ist. Ein gleichartiger Schalter 149 zeigt an, daß die Flosse verstaut ist.
• Nachdem die Flossenschwenkanlage die Flosse 20 in ihre waagerechte Stellung gebracht hat und die Riegel 134 und 135 mit dem Kreuzkopf 109 in Eingriff gekommen sind und die Flosse in dieser Lage halten, werden die Riegel 142 und 143 z. B. durch kleine Druckzylinder 151, 152 und geeignete Verbindungsglieder 153 vom Kreuzkopf 106 zurückgezogen. Damit die Riegel sicher zurückgezogen werden, kann ein leichter Druck von den Zylindern 29 und 30 in Ausdrehrichtung ausgeübt werden. Dann wird den Verstauzylindern 29 und 30 Druckflüssigkeit zugeführt. Hierdurch wird der Kreuzkopf 106 und damit die Flosse 20 entgegen dem Uhrzeigersinne (F i g. 1) gedreht und im Flossenkasten 103 im Rumpf verstaut. -Wenn die Flosse 20 ihre äußerste Verstaulage erreicht hat, schlägt der Kreuzkopf 106 gegen einen Anschlag 154. Ein durch Federung vorgespannter Riegel 148 kommt dann in Eingriff mit dem Kreuzkopf und hält ihn in dieser verriegelten Stellung. Dieser Riegel 148 kann den Riegeln 142 und 143 gleichen und kann bei einem Ausdrehvorgang in der gleichen Weise gelöst werden.
• Für die Verstauzylinder 29 und 30 und für die hydraulischen Klinkenauslösungen wird Druckflüssigkeit von demselben Motor geliefert, der die Pumpe 27 treibt. Damit verhindert wird, daß sich auf der einen oder anderen Seite des verriegelten Flossenschwenkkolbens 108 während des Ausdrehens oder Verstauens der Flosse ein Druck ausbildet, ist ein magnetisch gesteuertes Umgehungsventil 160 vorgesehen, das mit den Riegeln 134 und 135 elektrisch verbunden ist.
• Der zur Aufnahme der Flossenanlage dienende Kasten weist außer der oberen und der unteren Lagerwandung 96 bzw. 98 die Seitenwandungen 97 und 99 sowie vordere und hintere Seitenwandungen 99' und 103' auf, welche eine bauliche Einheit bilden. Innerhalb des Kastens sind die Flosse 20 und das Flossengestänge 112, die Pleuelstange 110, der Kreuzkopf 109 und die Kreuzkopfführung 107 untergebracht. Die obere Wand 96 trägt den Kreuzkopf 106 des Verstauzylinders mit seinen Riegeln und Anschlägen sowie die vollständigen Verstauzylinder 29 und 30 mit ihren Lagerungen. Die Wandung 96- trägt außerdem die vollständige Steuerung für die Flossenbetätigung, d. h., die regelbare Pumpe 27 mit ihrem Ausschlagservogerät 118 und den Steuerungen, den Motor 33 und die Hilfspumpe 32.
• Diese ganze Einrichtung kann vor dem Transport und Einbau vollständig geprüft werden. Die Einrichtung ist so gebaut, daß sie bequem als Einheit auf einem normalen Eisenbahnplattenwagen untergebracht und befördert werden kann. Außerdem kann die vollständig zusammengebauteEinrichtung bequem durch eine rechteckige öffnung im Schiffsrumpf eingeschoben und in ihrer Lage durch Schweißen befestigt werden. Diese Möglichkeit der Vorfabrikation erleichtert nicht nur den Einbau, sondern verringert wesentlich die Einbauzeit, was besonders wichtig ist, wenn der Einbau an einem Schiff im Trockendock vorgenommen wird.
• Die an dem Gehäuse 91 angebrachte Abdeckplatte 104 ist vorgesehen, um bei eingedrehter Flosse (F i g. 3) turbulente Strömungen im Flossenkasten 103 zu verhindern.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Schlingerstabilisierungsanlage für Schiffe mit wenigstens einer Flosse, die um ihre Längsachse, die mit einer zur Querschiffsachse parallelen Linie parallel oder in einem kleinen Winkel dazu verläuft, schwenkbar ist, wobei der Flossenschaft in Lagern in einem Lagergehäuse gelagert ist, das den Flossenschaft umschließt, und zwei Lagerzapfen aufweist, und das mit Schaft und Flosse in ein in oder an dem Schiffsrumpf angebrachtes Gehäuse um eine zweite Achse über einen an einem Lagerzapfen angreifenden Antrieb eindrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese zweite Achse (38) in an sich bekannter Weise senkrecht zu der Symmetrieebene der Flosse (20) in der Nullstellung verläuft, wozu die Lagerzapfen als obere und untere Lagerzapfen (92, 93) ausgebildet sind, die selbst in abgedichteten Lagern (94, 95) in Wandungen eines die Flosse im Schiffsrumpf aufnehmenden Kastens-(96 bis 99) gelagert sind, wobei durch einen (92) dieser Lagerzapfen hindurch das für die Verschwenkung des Flossenschaftes (77) dienende Betätigungsglied (110) geführt ist.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schwenkung der Flosse bewirkende Antrieb eine an sich bekannte Pleuelstange (110) mit zylindrischem Kreuzkopf (109) aufweist, der sich in einem den oberen Lagerzapfen (92) durchsetzenden Zylinder (107) verschiebt und daß die Pleuelstange innerhalb des Gehäuses (91) in an sich bekannter Weise mit einem an dem Flossenschaft angebrachten Kurbelhebel (112) gelenkig verbunden ist.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagergehäuse sowie die Antriebs- und Verriegelungseinrichtungen für die Flossendrehung und Flossenschwenkung in einem eine transportierbare Einheit bildenden Kasten -(96 bis 99) untergebracht sind, welcher an der Schiffseite oder in einem an dieser gebildeten Aufnahmeraum einsetzbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 254 483, 362 708, 602 982, 690 383, 706 352; britische Patentschrift Nr. 709 160; USA.-Patentschrift Nr. 2 409 040; Zeitschrift »Schiff und Hafen«, 1955, S. 235 bis 239; Sonderdruck »The Stabilisation of Ships by Activated Fins«, Paper No. 8 d. Inst. of Naval Architects, London, 18. 4.1945, S. 18, Fig. 26.