DE1914607C3 - Vorrichtung zum Steuern und/oder Bremsen eines Schilfes mit einer einstufigen Schraubenpumpe im Bug - Google Patents

Description

wand.

Eine ähnliche Einrichtung ist aus der deutschen

50 Auslegeschrift 1048 181 bekannt, welche ebenfalls

einen den Schiffskörper durchquerenden Kanal be-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steu- sitzt. Auch bei dieser Anordnung werden an den Enern und/oder Bremsen eines Schiffes mit einer Y-för- den des Querkanals angeordnete und um parallelachmigen Leitung im Bug des Schiffes, in der eine ein- sig nebeneinander liegende Achsen drehbare Klapstufige Schraubenpumpe angeordnet ist, mit einer 55 pen verwendet, welche in spezieller Weise angeord-Einlaßöffnung in der Längsmittelebcne des Schiffes net und beschaffen sind.

und zwei Ausstoßzweigen, die hinter der Einlaßöff- Weiterhin ist aus der deutschen Gcbrauchsmuster-

nung angeordnet sind und in zwei an den zwei ge- schrift 1902 378 ein Querstrahl ruder mit liegendem genüberliegcnden Seiten des Vorschiffsrumpfes vor- Propeller und einer Ansaugöffnung im Schiffsboden gesehenen Ausstoßöffnungen münden, die mit Ver- 60 bekannt, bei welchem die Ansaugöffnung im schlußklappen versehen sind, und mit einer Antriebs- Schiffsboden vorzugsweise eckig ausgebildet ist und einrichtung für die Schraubenpumpe. ein unmittelbar darüber im Propellerkanal angeord-

Aus der Zeitschrift »Hansa« (1955), S. 576, ist un- neter, liegender Propeller das Wasser in einen vorter dem Titel »Das Kiemensteuer« eine Vorschiff- zugsweise eckigen Querkanal fördert, in welchem steuerung bekannt, welche das Ziel hat, die matrgel- 65 durch miteinander gekuppelte Drosselklappen der hafte Steuerfähigkeit von Schiffen bei langsamer Wasserausstoß nach Back- bzw. Steuerbord stufenlos Fahrt oder im Stillstand zu verbessern, und bei wel- regelbar ist. Das Verhältnis der Querschnitte zwicher ein Y-förmiges Strömungssystem vorgesehen ist. sehen der Ansaugöffnung im Schiffsboden und einem

erun,

Ausstoßzweig liegt bei dieser bekannten Anordnung sowohl hei Steuerung al η auch bei Bremsung gute

in der Größenordnung vun etwa 1,5 bis 2. Bedingungen geschaffen. Ergänzt wird dies bei der

Weilerhin ist aus der deutschen Patentschrift Bremsung durch Betätigung der Schaltkupplung, die

114 798 eine Vorrichtung zum Lenken von Wasser- bei höheren Schiffsgeschwindigkeiten gelöst wird, so

fahrzeugen bekannt, bei welcher in einem quer durch 5 daß mit freilaufendem Propeller eine bessere Brems-

den Schiffsrumpf verlaufenden Kanal Schaufelräder wirkung erzielt wird.

angeordnet sind. Durch die Schaufelräder soll eine Bei einer in einem Schiffsbug angeordneten Pumpe möglichst große Wassermange in der Weise durch zur Erzeugung eines Wasserstrahles, der ein in einer den quer verlaufenden Kanal hindurchgefördert wer- Strömung befindliches Schiff bewegungslos halten den, daß das Wasser auf der einen Seite in den Kanal io soll (USA.-Patentschrift 3 362 371) ist es bereits beeingesaugt und auf der anderen Seite wieder hinaus- kannt, mittels einer vertikal angeordneten Pumpe aus gedrückt wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung zwei seitlichen Kanälen Wasser anzusaugen und dies wird ein Schaufelrad als zweckmäßigste Einrichtung nach unten über einen konvergent ausgebildeten, um angesehen, um eine möglichst große Wassermenge zu 90° abgewinkelten, drehbaren Kanal auszustoßen, fördern. Aus der schematischen Darstellung dieser 15 Hierdurch wird zwar ein beschleunigter Wasserstrahl bekannten Anordnung geht hervor, daß der durch erhalten, doch ist der Wirkungsgrad der bekannten den Schiffsrumpf hindurchgeführte Querkanal in be- Vorrichtung einerseits für eine Steuerung und anzug auf die Schiffslängsmittelebene im wesentlichen dererseits für eine Bremsung infolge der häufigen symmetrisch mit gleichmäßigem Querschnitt ausge- Umlenkungen der Strömung nicht optimal. Eine bildet ist, und daß jeweils lediglich die Durchtritts- ao Schaltkupplung zwischen Pumpe und Antrieb ist öffnungen in der Bordwand konvergent, und zwar nicht vorgesehen.

nach außen, verlaufen. Diese im übrigen nicht be- Gemäf? einer vorteilhaften Wcitcbildung der Er-

schriebene, sondern nur gezeichnete Konvergenz der findung ist vorgesehen, daß jede t.usstoßöffnung

Durchtrittsöffnungen dient der Anlage von mit ent- eine rechteckige Form besitzt und daß di" Länge die-

sprechender Neigung ausgebildeten Verschlußklap- 25 ses Rechtecks mehr als dreimal so groß ist wie die

pen für den Kanal. Einen strömungstechnischen Sinn Höhe.

hat die nicht beschriebene Konvergenz im Zusam- Diese Anordnung hat einmal die Folge, daß die

menhang mit der gesamten Anlage nicht, da bei der Wechselwirkung zwischen der Umfangsströmung des

ausdrücklich für einen möglichst großen Durchsatz Schiffes und dem Strahl begrenzt ist und damit die

konstruierten Anlage das Anbringen von Kontraktio- 30 Wirksamkeit des von dem Strahl herrührenden Qucr-

nen im Ansaug- und Ausstroßbereich widersinnig schubs auch bei in Bewegung befindlichem Schiff im

wäre. wesentlichen gewährleistet bleibt. Ein weiterer Vor-

Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift teil dieser Ausbildung besteht darin, daß die Energie-

69 347 eine Bugsteuereinrichtung bekannt, welche streuung des Strahls begünstigt wird und damit

eine Y-förmige Konfiguration aufweist. Dabei wird 35 schädliche Auswirkungen des Strahles auf die Ufer

über eine in der Längsmittelebene des Schiffes im oder im Wasser befindliche Hindernisse begrenzt

Bugbereich angeordnete Einlaßöffnung Wasser ange- sind.

saugt und über zwei an gegenüberliegenden Seiten Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungs-

des Vorschiffsrumpfes angeordneten Ausstoßöffnun- form ist derjenige Leitungsteil, der hinter der Schrau-

gen wieder ausgestoßen. Die Ausstoßzweige sind in 40 benpumpe angeordnet ist und von dem die zwei Aus-

ihrem im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung ver- stoßzweige wegführen, leicht divergent,

laufenden Mündungsteil trichterförmig erweitert. Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführung

Dieser trichterförmigen Erweiterung der Ausstoß- besitzt die einstufige Schraubenpumpe eine spezifi-

zweige ist eine stufenförmige Erweiterung vorge- sehe Leistung größer als 0,6.

schaltet. 45 Das Verhältnis des Querschnitts der Einlaßöff-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nung zum Querschnitt der Schraubenpumpe liegt

Vorrichtung zum Steuern und/oder Bremsen eines vorzugsweise zwischen 1,3 und 2,5.

Schiffes der eingangs genannten Art zu schaffen, wel- Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen

ches bei langsamer Fahrt ebenso wie im Ruhestand Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die Strömungs-

des Schiffes einen besonders hohen Querschub ge- 5° Verhältnisse im gesamten Strömungssystem auch bei

währleistet, gleichzeitig aber eine hohe Bremswir- unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten des Schiffes

kung ergibt. gleichbleibend zufriedenstellend gehalten werden und

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung daß i¹¹ allen Bctricbs/uständen gute Steuer- utid

vor, daß die Einlaßöffnung koaxial zur Schrauben- Brcmseig'nschaften vorliegen.

pumpe angeordnet ist, und daß die zwei Ausstoß- 55 In gleicher Weis·; lassen sich auch bei stark nnterzweige bis zu den Ausstoßöffnungen, deren Miin- schicdüchcm Durchsatz der Pumpe die Strömungsdungsteile quer zur Längsmittelcbene des Schiffes Verhältnisse verhältnismäßig konstant halten,
verlaufen, in dem Maß konvergent ausgebildet sind, Schließlich besteht ein weiterer Vorteil der crfindaß der Gesamtquerschnitt der zwei Ausgangsöl'f- dunesgeniäßen Anordnung darin, schädliche Ablönungcn gleich dem oder bis zum 1,Stachen des E-.in- 60 sungserseheinungcn und Wirbelbildungen in der trittsquerschnitts an der Stelle der Gabelung wird, Y-förmigen Leitung auch bei einem steuertechnisch und daß die Antriebseinrichtung für die Schrauben- bedingten verhältnismäßig unsymmetrischen Ströpumpe mit Hilfe einer Schaltkupplung auskuppelbar mungsbild wirksam und zuverlässig zu vermeiden, so ist. Auf Grund dieser Ausbildung ist die Strömung daß ein voller Strahl austreten kann,
bei Öffnung nur eines einzigen Ausstoßzweiges kon- 6~ Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im vcrgent, während bei gleichzeitiger Öffnung beider folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrie-Ausstoßzwcigc eine leicht divergente oder gleichför- ben: in dieser zeigt
migc Strömung erzielt wird. Auf diese Weise werden Fig. 1 eine Ansicht des Bugs eines Schiffes, in der

die Anordnung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zu sehen ist und

Fig. 2 eine horizontale Axiaischniüansicht einer Vorrichtung nach Fig. 1.

F i g. 1 zeigt den Bug 1 eines Schiffes mit einem Wulst 2 an seinem Vordersteven, in dem die Vorrichtung 3 zur Steuerung und Bremsung angebracht ist.

Die Vorrichtung3 ist im einzelnen in der Fig. 2 gezeigt, in der der Wulst 2 und die Einlaßöffnung 4 mit ihrer einen großen Krümmungsradius aufweisenden Verbindungsfläche 5 zu sehen sind, wobei diese Ausgestaltung derart gewählt ist, daß eine gute und im wesentlichen gleichförmige Strömung im Eintrittsquerschnitt der dahinter folgenden Pumpe 6 für alle Betriebszustände erhalten wird.

Die Pumpe 6 ist als einstufige Schraubenpumpe ausgebildet, die stets in der durch die Pfeile angegebenen gleichen Strömungsrichtung arbeitet. Die Schraubenpumpe ist koaxial zur Einlaßöffnung angeordnet.

Diese Pumpe 6 besitzt variable Geschwindigkeit und weist eine feste Statorbeschaufelung 7 und feste Rotorschaufeln auf. Bei 16 ist ein am Ende der Pumpe angeordneter und mittels eines Gitters 17 gehaltener fester Rundkörper dargestellt, wobei das Gitter dazu dient, die Pumpe gegen den Eintritt von Fremdkörpern zu schützen.

Das nicht dargestellte Antriebssystem der Pumpe über die Welle 15 wird von einer Reibkupplung gebildet und ermöglicht es, den Rotor der Pumpe mit dem Minimum an Bremsmoment sich frei drehen zu lassen.

Die Förderleistung 8 der Pumpe weist einen mit geringem Divcrgenzwinkel divergierenden geraden Abschnitt auf, auf den eine Gabelung in Form eines Gabelrohres 9 mit zwei Abzweigungen folgt, die die Ausstoß7weige 10 und 11 bilden, von denen jeder an einer Ausstoßöffnung 12 endet, die mit Schließklappen 13 versehen ist. Auf diese Art ergibt sich eine Y-förmige Leitung im Wulstbug.

Jeder Ausstoßzweig 10 oder 11 ist konvergent. Das Verhältnis des Querschnitts des noch gemeinsamen Kanals am Eingang des Gabelrohrs bei 14 zum Endquerschnitt 12 eines jeden Abzweigs liegt zwisehen 1.3 und 2.

Bei diesen Bedingungen ist der gesamte Auslaßquerschnitt der zwei Öffnungen größer oder im Grenzfalle gleich dem Eintrittsquerschnitt des Gabelrohrs.

ίο Die Strömung ist konvergent, wenn eine einzige Öffnung offen ist. Dabei werden durch die Kanalform Ablösungserscheinungen im Kanal vermieden, so daß ein voller Strahl durch die Ausstoßöffnung tritt. Sie ist divergent oder besitzt im Grcnzfall gleichförmige Geschwindigkeit (Querschnittsverhältnis 2), wenn die zwei Öffnungen gleichzeitig arbeiten. Die Ausstoßöffnungen weisen eine längliche Form auf, wobei die Länge der Öffnung im wesentlichen gleich dem dreifachen Wert ihrer Höhe entspricht.

so Wenn die Vorrichtung verwendet werden soll, um dem Schiff eine Drehbewegung zu erteilen, wird die Ausstoßöffnung 12, die derjenigen Seite gegenüberliegt, zu der hin das Schiff gedreht werden soll, geöffnet, und die andere Öffnung 12 bleibt geschlossen.

Dann wird die Welle 15 der Pumpe 6 angetrieben.

Wenn die Vorrichtung dazu verwendet werden soll, zur Bremsung des Schiffes maximal beizutragen, werden gleichzeitig die zwei Öffnungen 12 maximal geöffnet, und man läßt die Pumpe 6 mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit laufen, und zwar entweder durch Antrieb der Welle 15, wenn die Geschwindigkeit des Schiffes unter einem vorgegebenen Wert liegt, oder durch Auskopplung der Welle IS, wenn die Geschwindigkeit des Schiffes über diesem Wert Hegt.

Dem Schiff kann auch gleichzeitig eine Drehbewegung und eine Bremsbewegung erteilt werden. Dazu genügt es. gleichzeitig die zwei Ausstoßöffnungen 12 zu öffnen, jedoch eine von ihnen mehr als die andere.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Die Wirkung der Anlage beruht auf der hydrauli-

   PatentansDriiche· «^chen Reaktionskraft, die von einem Schraubenstrahl

   mentansprucne, ausgebt, welcher am Vorschiff seitlich auf der Stcu-

   nung in der Längsmittelebene des Schiffes und einmündet und andererseits in den beiden
   zwei Ausstoßzweigen, die hinter der Einlaßöff- gen Seitenkanalen, aus denen das Steuerwasser ausnung angeordnet sind und in zwei an den zwei ge- « tritt. Eine im Inneren des Stromungssystems angenüberliegenden Seiten des Vorschiffrumpfes geordnete einstufige Schraubenpumpe saugt das vorgesehenen Ausstoßöffnungen münden, die mit Wasser durch den Ansaugkanal unter dem Vorschiff Verschlußklappen versehen sind und mit einer an und stößt es unter starkem Druck in den einen Antriebseinrichtung für die Schraubenpumpe, oder den anderen Seitenkanal. Diese Seitenkante dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- 15 sind mit je einer Steuerklappe versehen, durch laßöffnung (4) koaxial zur Schraubenpumpe (6) welche der Wasserausstoß steuerbar ist
   angeordnet ist, und daß die zwei Ausstoßzweige Bei dieser bekannten Anordnung ist der hinter der

   (10,11) bis zu den Ausstoßöffnungen (12), deren Schraubenpumpe angeordnete Leitungstell leicht Münilungsteile quer zur Längsmittelebene des divergent ausgebildet. Weiterhin ist bei dieser beSchiffes verlaufen in dem Maß konvergent aus- 20 kannten Anordnung der Querschnitt der hiniaUoflgebildet sind, daß der Gesamtquerschnitt der nung wesentlich größer als der Querschnitt der zwei Ausgangsöffnungen (12) gleich dem oder bis Schraubenpumpe, und zwar ist er großenordnungszum l,5fachen des Eintrittsquerschnittes an der mäßig etwa doppelt so groß.

   Stelle der Gabelung wird, und daß die Antriebs- Weiterhin ist aus der franzosischen Patentschrift

   einrichtung für die Schraubenpumpe mit Hilfe 25 1099 699 eine Vorrichtung zur Verminderung des einer Schaltkupplung auskuppelbar ist. Strömungswiderstandes von Schiffen bekannt, deren
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Wirkung darauf beruht, daß die Ausbildung einer kennzeichnet, daß jede Ausstoßöffnung (12) eine Bugwelle durch entsprechende Absaugung weitgcrechteckige Form besitzt und daß die Länge die- hend vermieden wird. Dabei ist im Bug des Schiffes ses Rechtecks mehr als dreimal so groß ist wie 30 ein Y-förmiges Strömungssystem vorgesehen, in weldie Höhe. ehern ebenfalls eine einstufige Schraubenpumpe dazu
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- dient, über eine koaxial zur Schraubenpumpe ankennzeichnet, daß derjenige Leitungsieil (8), der geordnete Einlaßöffnung in der Längsmittelebene des hinter der Schraubenpumpe (6) i..igeordnet ist Schiffes im Bugbereich Wasser anzusaugen und über und von dem die zwei Ausstoßzweige (10, 11) 35 zwei an den beiden gegenüberliegenden Seiten des wegführen, leicht divergent ist. Vorschiffsrumpfes vorgesehenen Ausstoßöffnungen
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- wieder abzugeben.

   kennzeichnet, daß die einstufige Schrauben- Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift

   pumpe (6) eine spezifische Leistung größer als 883 093 ein Bugsteuer bekannt, weürhes aus einem 0,6 besitzt. 40 quer durch den Bug des Schiffes führenden Tunnel
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- besteht, in welchem an einem senkrecht angeordnekennzeichnet, daß das Verhältnis des Quer- ten Holm eine Schraube angebracht ist. Dieser durch Schnitts der Einlaßöffnung zum Querschnitt der den Schiffsrumpf führende Tunnel ist an jeder Seite Schraubenpumpe (6) zwischen 1,3 und 2,5 liegt. durch waagerecht geteilte Stahltüren verschlossen,

   45 wenn das Bugsteuer nicht in Betrieb ist. Diese Stahl türen schließen in einen Falz und ergeben somit keine Unebenheiten an der Außenseite der Bord-