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Die
Erfindung betrifft ein Ruder für
Schiffe, umfassend ein Ruderblatt und einen dem Ruder zugeordneten,
auf einer antreibbaren Propellerachse angeordneten Propeller, wobei
das Ruderblatt zwei übereinanderliegende
Ruderblattabschnitte aufweist, deren dem Propeller zugewandten,
vorderen Nasenleisten derart zueinander versetzt sind, dass die
eine Nasenleiste nach Backbord oder Steuerbord und die andere Nasenleiste
nach Steuerbord oder Backbord versetzt sind und dass die eine vordere
Nasenleiste eine backbordseitige Versatzfläche aufweist, die über die
andere vordere Nasenleiste vorsteht und die andere vordere Nasenleiste
eine steuerbordseitige Versatzfläche
aufweist, die über
die eine vordere Nasenleiste vorsteht, wobei die beiden Seitenwandflächen des
Ruderblattes in eine dem Propeller abgewandte Endleiste zusammenlaufen.
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Derartige
Ruder sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden häufig auch
als twistierte Ruder („twisted
rudder") bezeichnet.
Im Allgemeinen ist bei derartigen Rudern das Ruderblatt in eine obere
und eine untere Hälfte
bzw. einen oberen und einen unteren Ruderblattabschnitt entlang
einer Schnittebene, die bei einem eingebauten Ruder normalerweise
im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, geteilt. Bei einigen
Ausführungsformen,
beispielsweise bei twistierten Rudern mit Horn, kann die Trennlinie
zwischen den beiden Ruderblattabschnitten in einer Profilansicht
auch nicht-geradlinig, beispielsweise abgestuft ausgebildet sein.
Die beiden Ruderabschnitte sind anliegend aneinander angeordnet
und fest miteinander verbunden. Die vorderen Nasenleistenbereiche
der beiden Ruderabschnitte sind gegeneinander versetzt bzw. verdreht
angeordnet, wohingegen die beiden Seitenwandflächen der jeweiligen Ruderblattabschnitte
in eine einzige, durchgehende Endleiste zusammenlaufen. Der Versatz
bzw. die Twistierung des Ruderblattes tritt daher nur im vorderen
Bereich, der dem Propeller zugewandt ist, auf.
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Die
Angabe, dass die Ruderblattabschnitte übereinanderliegend angeordnet
sind, bezieht sich auf den eingebauten Zustand des Ruderblattes,
in dem üblicherweise
ein Abschnitt über
dem anderen angeordnet ist. Einbauunabhängig sind die beiden Ruderblattabschnitte
daher anliegend aneinander angeordnet. Durch die versetzte Anordnung
der vorderen Nasenleisten zueinander, entsteht an jeder vorderen
Nasenleiste in dem Bereich, in dem die beiden Nasenleisten aneinander
anliegen, jeweils eine Versatzfläche,
die, normalerweise seitlich, jeweils über die andere vordere Nasenleiste
vor- bzw. hinwegsteht. Somit ergibt sich im Übergangsbereich zwischen den
beiden vorderen Nasenleisten zu jeder Seite eine (90°-)Kante,
die in eine der Versatzflächen mündet. Auf
der Innenseite der Versatzflächen
entsteht eine weitere (90°-)Kante.
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Die 7 und 8 zeigen
Beispiele von aus dem Stand der Technik bekannten, twistierten Rudern.
Das Ruderblatt 100 weist jeweils zwei übereinanderliegende Ruderblattabschnitte 10, 20 auf, wobei
die vorderen Nasenleisten 11, 21 derart versetzt
sind, dass die eine Nasenleiste 11 nach Backbord BB und
die andere Nasenleiste 21 nach Steuerbord SB versetzt sind.
Die beiden Seitenwandflächen 100a, 100b des
Ruderblattes 100 bzw. beider Ruderblattabschnitte 10, 20 laufen
in eine einzige, durchgehende Endleiste 30 zusammen. Da
die beiden vorderen Nasenleisten 11, 21 beim twistierten
Ruder versetzt zueinander anzuordnen sind, muss immer jeweils eine
Nasenleiste nach Steuerbord und die andere nach Backbord versetzt
sein. Durch die versetzte Anordnung ergibt sich im Bereich des Überganges zwischen
den Nasenleisten 11, 21 an jeder Ruderblattseite
jeweils eine Versatzfläche 18.
Die in 8 dargestellte Versatzfläche 18 wird von demjenigen Teil
der Unterseite der oberen Nasenleiste 11 gebildet, der über die
untere Nasenleiste 21 hinwegsteht. Die auf der gegenüberliegenden
Seite vorhandene Versatzfläche
(hier nicht darge stellt) wird entsprechend von demjenigen Teil der
Oberseite der unteren Nasenleiste 21 gebildet, der über die
obere Nasenleiste 11 hinwegsteht.
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Der
Vorteil eines derartigen, twistierten Ruders mit zwei spiegelverkehrten
Querschnittsprofilen besteht zum einen in der Verhinderung der Dampfblasenbildung
und zum anderen in der Verhinderung von Erosionserscheinungen am
Ruder, die durch Kavitationsbildung bei schnellen Schiffen mit hochbelasteten
Propellern auftreten. Ferner trägt
die spezielle Ausgestaltung des Ruderblattes zu einer Senkung des
Treibstoffverbrauches bei. Neben einem erheblichen Kavitationsschutz
ist somit auch eine Verbesserung des Wirkungsgrades gegeben. Ferner wird
eine gravierende Gewichtseinsparung erreicht. Insbesondere können diese
Verbesserungen dadurch erzeugt werden, dass durch die versetzte
Anordnung der vorderen Nasenleisten der beiden Ruderblattabschnitte
eine Anpassung an den Drall im Propellerstrahl erfolgt.
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Bei
derartigen Rudern kann es aufgrund der versetzten Anordnung der
vorderen Nasenleisten und der dadurch hervorgerufenen kantigen Übergänge zwischen
den Nasenleisten der einzelnen Ruderblattabschnitte zu einer Verwirbelung
der Strömung kommen,
wodurch u. a. die Kavitationsgefahr erhöht wird. Ferner kann es trotz
der Ausrichtung der einzelnen vorderen Nasenleisten im Hinblick
auf den Drall des Propellerstrahles, insbesondere im Übergangsbereich
zwischen den Nasenleisten, zu Strömungsablösungen kommen.
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Ferner
ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Costa-Birnen an Rudern
vorzusehen. Costa-Birnen sind relativ große birnen- bzw. zeppelinartige
Körper,
die an Ruderblättern
vorgesehen werden. Costa-Birnen sind grundsätzlich bekannt und werden manchmal
auch als Propulsionsbirne bezeichnet. Sie sind in Verlängerung
der Propeller(wellen)achse im Bereich des Ruderblattes vorgesehen
und stehen vom Ruderblatt in Richtung des Propellers deutlich vor
und über
das Ruderblatt hinweg. Durch diese Verlängerung des Gesamtprofils der
Nabe wird erreicht, dass nur eine geringe Verwirbelung des abströmenden Wassers
entsteht. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Costa-Birne einen
starken Einfluss auf das Propulsionsverhalten des Schiffes ausübt. Wird
sie an einem bestehenden twistierten Ruder vorgesehen, beeinflusst
sie das Propulsionsverhalten negativ und muss speziell auf das Propulsionssystem
des Schiffes angepasst werden, was aufwendige und kostenspielige
Tests und Versuche mit sich bringt. Findet eine solche Anpassung
nicht statt, wird durch die Vorsehung der Costa-Birne der Treibstoffverbrauch
des Schiffes drastisch erhöht.
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Daher
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schiffsruder anzugeben,
bei dem Erosionserscheinungen am Ruder durch Kavitationsbildung, insbesondere
beim Einsatz schnellerer Schiffe mit hochbelasteten Propellern,
weitestgehend vermieden werden und mit dem der Treibstoffverbrauch
gesenkt bzw. niedrig gehalten wird.
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Gelöst wird
diese Aufgabe mit einem Ruder gemäß den Merkmalen des Anspruches
1.
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Hiernach
ist bei einem eingangs bezeichneten Ruder im Bereich jeder Versatzfläche bzw.
des Übergangsbereiches
zwischen den beiden, vorderen Nasenleisten ein Strömungskörper bzw.
ein Formkörper
vorgesehen. Ferner ist der Strömungs-
oder auch Formkörper
zum einen derart ausgebildet, dass er bezüglich seiner Ausmaße bzw.
physikalischen Ausdehnung auf den Bereich der Versatzflächen bzw. des Übergangsbereiches
zwischen den beiden, vorderen Nasenleisten beschränkt ist.
Mit anderen Worten ist der Strömungskörper derart
dimensioniert, dass er nur lokal im Bereich der Versatzflächen vorhanden
ist und nicht bzw. nur in einem geringen Ausmaß in andere Bereiche des Ruders
hineinragt. Somit ist der Strömungskörper bezüglich seiner
Größe bzw.
Form an die Versatzfläche
bzw. den Übergangsbereich
der beiden Nasenleisten angepasst. Mit an deren Worten ist er passgenau
ausgebildet. Insbesondere steht der Strömungskörper nicht, wie beispielsweise
eine Costa-Birne, großflächig über das Ruderblatt
vor. Somit wird das erfindungsgemäße Ruder unter Ausschluss einer
Costa- bzw. Propulsionsbirne gebildet bzw. hergestellt. Es ist somit
kein Propulsionsruder (Ruder mit Costa-Birne). Insbesondere muss
daher der Strömungs-
bzw. Formkörper nicht
auf der Propellerwellenachse liegen, wie dies bei der Costa-Birne
zwingend erforderlich ist. Der Strömungs- bzw. Formkörper kann
im Gegenteil ohne Weiteres gegenüber
der Propellerwellenachse, insbesondere nach oben oder unten (im
eingebauten Zustand des Ruders), versetzt angeordnet sein.
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Ferner
ist der Strömungskörper derart
ausgebildet, dass er die Versatzflächen bzw. den Übergangsbereich
zwischen den beiden, vorderen Nasenleisten im Wesentlichen abdeckt.
Der Strömungskörper liegt
also im Bereich der Versatzflächen
am Ruderblatt an und deckt diese ab, so dass das Wasser am Strömungskörper anstatt
an den Versatzflächen
entlangströmt.
Dadurch wird die Gefahr einer Strömungsverwirbelung gesenkt.
Der Strömungs- bzw.
Formkörper
bzw. die Wandungen des Formkörpers
bilden somit eine seitliche Überbrückung bzw. Abdeckung
des Übergangsbereiches
zwischen dem oberen und dem unteren Ruderblattabschnitt.
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Vorteilhaft
bei einem solchen Ruder ist, dass durch einen nur lokal im Bereich
der Versatzflächen ausgebildeten,
die Versatzflächen
abdeckenden Strömungskörper die
Gefahr eines Abreißens
der Strömung
vermindert werden kann, wobei der Strömungskörper gleichzeitig durch seine
relativ geringen Abmessungen keinen Einfluss auf das Propulsionsverhalten
des Schiffes nimmt. Hierdurch stellt sich ein „propulsionsneutraler Effekt" ein. Ferner sind die
Strömungskörper auch
ohne Weiteres an bereits existierenden Rudern anbringbar, ohne dass
aufwendige Tests durchgeführt
werden müssen
und dadurch hohe Kosten entstehen. Somit eignet sich die vorliegende
Erfindung sowohl für
Neubauten als auch für bestehende Ruder
zum Nachrüsten.
Ferner wird die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens von Verwirbelungen
bzw. Turbulenzen im Übergangsbereich
verringert.
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Grundsätzlich kann
der Strömungskörper aus
jedem aus dem Stand der Technik bekannten und hierfür geeigneten
Material hergestellt sein. Zweckmäßigerweise ist der Strömungskörper aus Schmiedeeisen
hergestellt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Bevorzugterweise
wird die Form des Strömungskörpers derart
gestaltet, dass der Strömungskörper das
Ruderprofil im Bereich der Versatzflächen strömungstechnisch schließt. Mit
anderen Worten bildet der Strömungskörper einen
die Strömung
leitenden Übergang
von einer Nasenleiste zur anderen. Somit bietet der Strömungskörper eine
Strömungsleitfläche für ein abrissfreies
Strömen
der Strömung von
einer Nasenleiste zur anderen.
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Der
im Bereich der Versatzflächen
auf das Ruder aufgesetzte Strömungskörper bildet
einen Übergang
für die
Strömung
zwischen den beiden, gegeneinander versetzten, vorderen Nasenleisten.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Übergang im Wesentlichen kantenlos
ausgebildet ist. Unter dem Begriff „kantenlos" ist im vorliegenden Zusammenhang zu
verstehen, dass der Übergang
keine stark abgesetzten, vorstehenden Kanten aufweist, wie dies
bei einem normalen twistierten Ruder ohne Strömungskörper im Bereich der Versatzflächen der
Fall ist. Dort sind jeweils am Rande der Versatzflächen abgesetzte
(90°-)Kanten
vorhanden. Ein im wesentlicher kantenloser Übergang kann beispielsweise durch
einen abgerundet ausgebildeten Strömungskörper erreicht werden. Auch
könnte
der Strömungskörper als
im Wesentlichen schräge
Leitfläche
ausgebildet sein, die von der Außenkante einer Versatzfläche schräg zur anderen,
vor deren Nasenleiste verläuft,
so dass die Kantenbereiche zwischen Ruderblatt und Strömungskörper weniger
stark ausgeprägt sind.
Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Verwirbelungen
weiter reduziert.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung schließt
der Strömungskörper im
Wesentlich bündig
mit wenigstens einer der vorderen Nasenleisten ab. Hierdurch wird
die geschlossene Ausbildung des Ruderprofils weiter verbessert und
es wird sichergestellt, dass sich der Strömungskörper nicht negativ auf das
Propulsionssystem bzw. -verhalten des Schiffes auswirkt. „Im Wesentlichen
bündig" bedeutet in diesem
Zusammenhang beispielsweise, dass der Strömungskörper die Nasenleiste an ihrer
dem Propeller zugewandten Seite zwar umgreifen, dabei jedoch nur
geringfügig oder
gar nicht über
die Nasenleisten vorsteht.
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In ähnlicher
Weise ist es ferner bevorzugt, dass die maximale Länge des
Strömungskörpers im Wesentlichen
der Länge
der Versatzfläche
und/oder die maximale Breite des Strömungskörpers der größten Profildicke
des Ruders, insbesondere der größten Profildicke
des Ruders im Übergangsbereich
zwischen den beiden Ruderabschnitten, entspricht. Die Länge des
Strömungskörpers ist
somit kleiner/gleich der Länge
der Versatzfläche
und die Breite des Strömungskörpers ist
kleiner/gleich der größten Profildicke
des Ruders. Hierdurch wird erreicht, dass der Strömungskörper nicht über das
eigentliche Ruderprofil hinaus vorsteht, so wie dies beispielsweise
bei einer Costa-Birne der Fall ist und das Propulsionsverhalten
negativ beeinflusst wird. Bevorzugt beträgt die Länge des Strömungskörpers 1/5 bis 1/2, besonders bevorzugt
1/4 bis 1/3, der Länge
des Ruderblattes. Ferner beträgt
die Höhe
eines Strömungskörpers bevorzugt
1/10 bis 1/4, besonders bevorzugt 1/8 bis 1/6 der Höhe des Ruderblattes.
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Zum
Schaffen eines optimalen Strömungsüberganges
zwischen den beiden versetzten, vorderen Nasenleisten ist es bevorzugt,
die Strömungs körper abgerundet
auszubilden. Hierfür
kann der Strömungskörper beispielsweise
eine kugel- bzw. halbkugelförmige
Form oder auch nur eine leicht abgerundete Form aufweisen. Grundsätzlich kann
nur ein einziger Strömungskörper vorgesehen
sein, der für
beide Versatzflächenbereiche
eine Strömungsleitfläche bildet,
bzw. beide Versatzflächenbereiche
abdeckt. Somit ist bei dieser Ausführungsform der Strömungskörper derart
ausgebildet, dass er in beiden Versatzflächenbereiche bzw. beiden Seitenbereichen
des Übergangsbereiches
zwischen den beiden Nasenleisten angeordnet ist. Der Strömungskörper kann dabei
sowohl einstückig
als auch mehrstückig
vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Strömungskörper bei
dieser Ausführungsform
kugel-, tropfen-, linsen-, zylinder- und/oder torpedoförmig ausgebildet
ist. Grundsätzlich
ist auch eine Kombination verschiedener Grundformen, beispielsweise
ein zylindrischer Grundkörper
mit einem halbkugelförmigen
Endbereich, möglich.
Vorteilhafterweise wird ein Strömungskörper mit
einer derartigen Form aus wenigstens zwei Einzelteilen bestehen,
die jeweils auf einer Ruderblattseite im Bereich eines Versatzflächenbereiches
angeordnet sind und zusammen einen geschlossenen Strömungskörper formen.
Aus beiden Einzelteilen zusammen mit dem dazwischen liegenden Ruderblattbereich
ergibt sich dann die Gesamtform des Körpers, beispielsweise zylindrisch, tropfenförmig, etc.
Derartige Strömungsprofile
sind strömungstechnisch
besonders optimal.
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In
einer anderen, alternativen Ausführungsform
sind zwei Strömungskörper vorgesehen,
wobei jeder in jeweils einem Versatzflächenbereich angeordnet ist.
Besonders bevorzugt sind derartige Strömungskörper in der Art einer schiefen
Ebene bzw. Fläche
mit Bezug auf die Ruderblattseitenwand ausgebildet und verlaufen
schräg
von der Außenkante der
Versatzfläche
einer vorderen Nasenleiste zur anderen vorderen Nasenleiste. Gegebenenfalls
kann der Strömungskörper in
den Übergangsbereichen zum
Ruderblatt abgerundet ausgebildet sein. Derartige Strömungs- bzw.
Form körper
können
insbesondere in der Art eines, ggf. abgerundet ausgebildeten, Seitenbleches
ausgebildet sein.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung nimmt die Größe der Querschnittsfläche des
Ruderblattes vom oberen Bereich des Ruderblattes zum unteren Bereich
des Ruderblattes ab.
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Ferner
sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der
obere Ruderblattabschnitt des Ruderblattes ein Querschnittsprofil
aufweist, das von einer sich von der vorderen Nasenleiste bis zur
rückwärtigen Endleiste
erstrecken und sich bis zu einer größten Profildicke konisch sich
erweiternden vorderen Fläche
sowie einer sich an die vordere Fläche anschließenden und
sich zur rückwärtigen Endleiste
konisch sich verjüngenden
rückwärtigen Fläche gebildet
wird, wobei die beiden von einer in Längsrichtung des Ruderblattes
verlaufenden Mittellinie gebildeten vorderen Flächenabschnitte unterschiedliche
Größen aufweisen,
von denen der größere Flächenabschnitt
backbordseitig liegend ist und der kleinere Flächenabschnitt steuerbordseitig
liegend ist, wobei die beiden von der Mittellinie im rückwärtigen Bereich
des Querschnittsprofils gebildeten Flächenabschnitte gleich ausgebildet
sind, und dass der untere Ruderblattabschnitt des Ruderblattes ein Querschnittsprofil
aufweist, das von einer sich von der vorderen Nasenleiste bis zur
rückwärtigen Endleiste
erstreckenden und sich zu einer größten Profildicke konisch sich
erweiternden vorderen Fläche
sowie einer sich an die vordere Fläche anschließenden und
sich zur rückwärtigen Fläche gebildet
wird, wobei die beiden von einer in Längsrichtung des Ruderblattes
verlaufenden Mittellinie gebildeten vorderen Flächenabschnitte unterschiedliche
Größen aufweisen, von
denen der größere Flächenabschnitt
steuerbordseitig liegend ist und der kleinere Flächenabschnitt backbordseitig
liegend ist, wobei die beiden von der Mittellinie im rückwärtigen Bereich
des Querschnittsprofils gebildeten Flächenabschnitte gleich ausgebildet
sind, so dass die dem Propeller zugeordnete Nasenleiste des oberen
Ruderblattabschnittes backbordseitig der Mittellinie und die Nasenleiste
des unteren Ruderblattabschnittes steuerbordseitig der Mittellinie
liegend ist.
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Ferner
ist es bevorzugt, dass die beiden dem Propeller zugekehrten Querschnittsflächenabschnitte
des Querschnittsprofils des oberen Ruderblattabschnittes Randbereiche
mit einem flachen Bogenverlauf und mit einem stark gewölbten Bogenverlauf
und die beiden dem Propeller abgekehrten Querschnittsflächenabschnitte
des Querschnittsprofils des oberen Ruderblattabschnittes tangential
verlaufende Randbereiche aufweisen, wobei der Querschnittsflächenabschnitt
mit seinem Randbereich mit stark gewölbtem Bogenverlauf steuerbordseitig
liegend ist, und die beiden propellerseitigen Querschnittsflächenabschnitte
des Querschnittsprofils des unteren Ruderblattabschnittes Randbereiche
mit einem flachen Bogenverlauf und mit einem stark gewölbten Bogenverlauf
aufweisen, wobei die beiden dem Propeller abgekehrten Querschnittsflächenabschnitte
des Querschnittsprofils des unteren Ruderblattabschnittes tangential
verlaufende Randbereiche aufweisen, wobei der Querschnittsflächenabschnitt
mit seinem Randbereich mit stark gewölbtem Bogenverlauf backbordseitig
liegend ist, so dass backbordseitig und steuerbordseitig die beidseitigen
Randbereiche des oberen Ruderblattabschnittes und des unteren Ruderblattabschnittes
im Bereich der größten Profildicken
einen nach außen
gewölbten,
konvexen Bogenverlauf mit unterschiedlichen Bogenradien aufweisen,
so dass in Richtung der Nasenleisten verlaufende konisch sich verjüngende Randbereiche
der Querschnittsprofile ausgebildet sind.
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Ferner
ist es zweckmäßig, dass
die dem Propeller zugekehrten Nasenleisten ein abgerundetes Profil
aufweisen. Passend hierzu ist es bevorzugt, dass der Strömungskörper mindestens
im Bereich der vorderen, dem Propeller zugewandten Ruderseite ebenfalls
abgerundet ausgebildet ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist das Ruder derart ausgebildet, dass ein Ruderkokerlager als Kragträger mit
einer mittigen Innenlängsbohrung
zur Aufnahme eines Ruderschaftes für das Ruderblatt vorgesehen
ist und bis in das mit dem Ruderschaftende verbundene Ruderblatt
hineinreichend ausgebildet ist, wobei zur Lagerung des Ruderschaftes
ein Lager in der Innenlängsbohrung des
Ruderkokerlagers angeordnet ist, das mit seinem freien Ende in eine
Ausnehmung, Einziehung o. dgl. in dem Ruderblatt hineinreicht, wobei
der Ruderschaft in seinem Endbereich mit einem Abschnitt aus dem
Ruderkokerlager herausgeführt
und mit dem Ende dieses Abschnittes mit dem Ruderblatt verbunden
ist, wobei keine Lagerung zwischen dem Ruderblatt und dem Ruderkokerlager
vorgesehen ist und wobei die Verbindung des Ruderschaftes mit dem Ruderblatt
oberhalb der Propellerwellenmitte liegt, wobei das Innenlager für die Lagerung
des Ruderschaftes in dem Ruderkokerlager im Endbereich des Ruderkokerlagers
angeordnet ist.
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Der
Vorteil, der sich bei einem derartig ausgebildetes Ruder ergibt,
bei dem der Ruderschaft im Endbereich des Ruderkokerlagers mittels
eines Lagers gelagert ist, wobei die Verbindung des Ruderschaftes
mit dem Ruderblatt oberhalb der Propellerwellenmitte liegend ist,
ohne dass es hierbei eines weiteren Lagers für das Ruderblatt an der Außenwandfläche des
Ruderkokerlagers bedarf, besteht darin, dass für das Auswechseln der Propellerwelle der
Ruderschaft nach der Abnahme des Ruderblattes aus dem Ruderkokerlager
nicht mehr herausgezogen zu werden braucht, da die Verbindung des
Ruderschaftes mit dem Ruderblatt oberhalb der Propellerwellenmitte
liegt. Hinzukommt, dass das Ruderblatt des Ruders ein sehr schlankes
Profil aufweisen kann.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen schematisch:
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1a bis 1d verschiedene
perspektivische Ansichten einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
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2a bis 2d verschiedene
perspektivische Ansichten einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
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3 ein
Ruderblatt gemäß einem
der 1a bis 1d oder 2a bis 2d mit
eingezeichneten Querschnittsformen im oberen und im unteren Ruderblattabschnitt,
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3a eine
Ansicht von oben auf das Querschnittsprofil des oberen Ruderblattabschnittes
des Ruders aus 3,
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3b eine
Ansicht von oben auf das Querschnittsprofil des unteren Ruderblattabschnittes
des Ruders aus 3,
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4 die
Ruderanordnung mit in einem Ruderkokerlager gelagerten Ruderschaft
und einem oberhalb der Propellerwellemitte liegenden Befestigungspunkt
des Ruderschaftes mit dem Ruderblatt,
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5 einen
senkrechten Schnitt durch die Lageranordnung aus 4,
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6 eine
schematische Darstellung einer Lageranordnung zwischen Ruderschaft
und Ruderkoker,
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7 eine
perspektivische Ansicht eines twistierten Ruders aus dem Stand der
Technik, und
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8 eine
perspektivische Ansicht eines weiteren aus dem Stand der Technik
bekannten twistierten Ruders.
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Bei
den im Folgenden dargestellten verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung sind gleiche Bestandteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1a bis 1d zeigen
perspektivische Ansichten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ruders
schräg
von vorne, von vorne, von der Seite sowie von unten. Die Figuren
zeigen jeweils ein Ruder 100, welches aus einem oberen
und einem unteren Ruderblattabschnitt 10, 20 besteht. Der
obere Ruderblattabschnitt 10 weist jeweils eine obere,
vordere Nasenleiste 11 und der untere Ruderblattabschnitt
eine untere, vordere Nasenleiste 21 auf, wobei die Nasenleisten 11, 21 gegeneinander versetzt
bzw. verdreht sind. Insbesondere ist dies in 1b zu
erkennen. Die obere Nasenleiste 11 ist dabei nach Backbord
und die untere Nasenleiste 21 nach Steuerbord versetzt.
Im Übergangsbereich 40 zwischen
der oberen Nasenleiste 11 und der unteren Nasenleiste 21 ist
ein Strömungskörper 41 vorgesehen.
Der Strömungskörper 41 besteht
aus Schmiedeeisen und ist im Wesentlichen tropfenförmig ausgebildet,
wobei er im Wesentlichen bündig
mit der oberen Nasenleiste 11 in Bezug auf die dem Propeller
zugewandte Seite des Ruders 100 abschließt. Auf die
durch den Versatz der beiden Nasenleisten 11, 21 entstehenden
Versatzflächen
ist der diese abdeckende, tropfenförmige Strömungskörper 41 aufgesetzt. Somit
entsteht im Übergangsbereich 40 ein
abgerundeter Übergang
zwischen den beiden Nasenleisten 11, 21 und das
Ruderprofil ist strömungstechnisch geschlossen.
Der abgestufte, kantige Übergang
zwischen den beiden Profilen 11, 21 im Bereich
der Versatzflächen
ist durch den Strömungskörper 11 abgedeckt,
so dass die Versatzflächen
in den 1a bis 1d nicht
erkennbar sind. In 1b ist ferner erkennbar, dass
die Breite des Strömungskörpers 41 etwas
geringer ist als die maximale Breite des Ruderblattes 100.
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Die
Strömung
kann an dem abgerundeten Übergang,
bzw. an der durch den Strömungskörper 41 zur
Verfügung
gestellten Strömungsleitfläche entlang
strömen,
ohne dass es zu Verwirbelungen, einem Strömungsabriss o. dgl. kommt.
Der tropfenförmige
Strömungskörper 41 weist
einen vorderen, halbkugelförmigen
Bereich auf, der beide Nasenleisten 11, 21 an
ihrem dem Propeller zugewandten Bereich umfasst bzw. umgreift. Dabei
steht er nicht oder nur unwesentlich über die Nasenleisten 11, 21 vor. Der
hintere Teil des Strömungskörpers 41 läuft kegelstumpfartig
zusammen.
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Die 2a bis 2d zeigen ähnliche
Darstellungen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Im
Gegensatz zur Ausführungsform
in den 1a bis 1d sind
im Übergangsbereich 40 zwei
Strömungskörper 41a, 41b angeordnet,
wobei jeder Strömungskörper jeweils
einer Versatzfläche einer
Nasenleiste 11, 21 zugeordnet ist. Die Strömungskörper 41a, 41b bilden
Leitflächen,
die schräg, im
Bezug auf eine Vertikalachse, von der Außenkante einer vorderen Nasenleiste
zur anderen vorderen Nasenleiste verlaufen. Im vorderen, dem Propeller zugewandten
Bereich sind sie abgerundet ausgebildet. Die Strömungskörper 41a, 41b können beispielsweise
aus mehreren Lagen Schmiedeeisen bestehen, die im Übergangsbereich 40 auf
das Ruderblatt 100 aufgesetzt sind. Durch die Strömungskörper 41a, 41b wird
das Profil des Ruderblattes 100 strömungstechnisch geschlossen.
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3 zeigt
eine weitere Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ruders, wobei dort eine
obere, eine untere sowie eine mittlere Querschnittsfläche, die
sich im Übergangsbereich
zwischen den beiden Ruderblattabschnitten 20, 21 befindet,
eingezeichnet sind. Die Strömungskörper 41,
die im Übergangsbereich
zwischen den Nasenleisten 11, 21 angeordnet sind,
sind der Übersicht
halber bei den 3, 3a und 3b weggelassen.
Die obere Nasenleiste 11 ist nach Backbord und die andere,
untere Nasenleiste 21 nach Steuerbord versetzt. Die beiden
Seitenwandflächen 100a, 100b des
Ruderblattes 100 laufen in einer dem Propeller abgewandten
Endleiste 30 zusammen. Der obere und der untere Ruderblattabschnitt 10, 20 des
Ruderblattes 100 sind dabei wie folgt ausgebildet:
Der
obere Ruderblattabschnitt 10 weist gemäß 3a ein
Querschnittsprofil 12 auf, das von einer sich von der vorderen
Nasenleiste 11 bis zu einer größten Profildicke 13 konisch
sich erweitern den vorderen Fläche 14 gebildet
wird. An diese vordere Fläche 14 schließt sich
eine zur Endleiste 30 erstreckende rückwärtige Fläche 15 an, die sich
bis zur Endleiste 30 verjüngt. Die vordere Fläche 14 wird
von einer in Längsrichtung
des Ruderblattes 100 verlaufende Mittellinie M1 in zwei
Flächenabschnitte 14a, 14b unterteilt,
die unterschiedliche Größen aufweisen.
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Der
größere Flächenabschnitt 14a liegt
dabei backbordseitig und der kleinere Flächenabschnitt 14b ist
der Steuerbordseite zugekehrt. Die rückwärtige Fläche 15 wird ebenfalls
von der Mittellinie M1 in zwei Flächenabschnitte 15a, 15b unterteilt.
Hier sind die beiden Flächenabschnitte 15a, 15b gleich
groß und
weisen gleiche Formen auf.
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Die
beiden propellerseitigen Flächenabschnitte 14a, 14b des
Querschnittsprofils 12 des oberen Ruderblattabschnittes 10 weisen
Randbereiche 16, 16a mit einem flachen Bogenverlauf 16'a auf, wobei
die beiden dem Propeller 220 abgekehrten Flächen 15a, 15b des
Querschnittsprofils 12 des oberen Ruderblattabschnittes 10 tangential
verlaufende Randbereiche 17, 17a aufweisen.
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Der
Flächenabschnitt 14b mit
dem Randbereich 16a mit stark gewölbtem Bogenverlauf 16'a ist steuerbordseitig
liegend.
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Der
untere Ruderblattabschnitt 20 weist gemäß 3b ein
spiegelverkehrtes Querschnittsprofil 22 auf. Dieses Querschnittsprofil 20 erstreckt
sich von einer sich von der vorderen Nasenleiste 21 bis zur
Endleiste 30 und zwar bis zu einer größten Profildicke 23 konisch
sich erweiternden Fläche.
An diese vordere Fläche 24 schließt sich
eine zur Endleiste 30 erstreckende Fläche 25 an, die sich
zu der Endleiste 30 verjüngt. Die vordere Fläche 24 wird
von einer in Längsrichtung
des Ruderblattes 100 verlaufende Mittellinie M2 in zwei
Flächenabschnitte 24a, 24b unterteilt,
die unterschiedliche Größen aufweisen.
Der größere Flächenabschnitt 24b liegt
dabei steuerbordseitig und der kleiner Flächenabschnitt 24a ist
der Backbordseite zugekehrt. Die rückwärtige Fläche 25 wird ebenfalls
von der Mittellinie M2 in zwei Flächenabschnitte 25a, 25b aufgeteilt.
Hier sind die beiden Flächenabschnitte 25a, 25b gleich
groß und
weisen gleiche Formen auf.
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Die
beiden propellerseitigen Flächenabschnitte 24a, 24b des
Querschnittsprofils 22 des oberen Ruderblattabschnittes 20 weisen
Randbereiche 26, 26a mit einem flachen Bogenverlauf 26' und einem gewölbten Bogenverlauf 26'a auf, wobei
die beiden dem Propeller 220 abgekehrten Flächen 25a, 25b des
Querschnittsprofils 22 des unteren Ruderblattabschnittes 20 tangential
verlaufende Randbereiche 27, 27a aufweisen.
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Der
Flächenabschnitt 24b mit
dem Randbereich 26'a mit
stark gewölbtem
Bogenverlauf 26'a ist backbordseitig
liegend.
-
Die
Ausgestaltung und Anordnung der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 erbringt,
dass die dem Propeller 220 zugeordnete Nasenleiste 11 des oberen
Ruderblattabschnittes 10 backbordseitig zur Mittellinie
M1 und die Nasenleiste 21 des unteren Ruderblattabschnittes 20 steuerbordseitig
zur Mittellinie M2 liegend sind, wobei die beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 im
rückwärtigen Bereich
des Ruderblattes 100 in einer Endleiste 30 zusammengeführt sind.
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Nach
den 3, 3a, 3b sind
die beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 des Ruderblattes 100 mit
ihren Querschnittsprofilen 12, 22 derart zueinander
angeordnet, dass die Seitenwandabschnitte des Ruderblattes, die
im Bereich der stark gekrümmten
Bogenverläufe 16'a und 26'a der Flächenabschnitte 14b und 24b steuerbordseitig
und backbordseitig liegen, dann dem Flächenabschnitt 14b des
Querschnittsprofils 12 der Steuerbordseite und der Flächenabschnitt 24b des
Querschnittsprofils 22 der Backbordseite zugekehrt sind,
so dass die Nasenleisten 11, 21 der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 backbordseitig
und steuerbordseitig liegen.
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Das
Ruder kann auch derart ausgestaltet sein, dass die beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 des
Ruderblattes 100 mit ihren Querschnittsprofilen 12, 22 derart
zueinander angeordnet sind, dass die Seitenwandabschnitte des Ruderblattes,
die im Bereich der stark gekrümmten
Bogenverläufe 16'a und 26'a der Flächenabschnitte 14b und 24b backbordseitig
und steuerbordseitig liegen, wobei dann der Flächenabschnitt 14b des
Querschnittsprofils 12 der Backbordseite und der Flächenabschnitt 24b des Querschnittsprofils 22 der
Steuerbordseite zugekehrt sind, so dass die Nasenleisten 11, 21 der
beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 steuerbordseitig
und backbordseitig liegen.
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Bei
der in 4 dargestellten Ruderausgestaltung ist mit 110 ein
Schiffskörper,
mit 120 ein Ruderkokerlager, mit 100 ein Ruderblatt
und mit 140 ein Ruderschaft bezeichnet. Dem Ruderblatt 100 ist
ein Propeller 220 zugeordnet. Das in 4 dargestellte Ruderblatt
ist ebenfalls twistiert, was in der Seitendarstellung nicht erkennbar
ist. Ferner ist der Strömungskörper zwischen
den versetzten vorderen Nasenleisten der Übersicht halber bei der Darstellung
in 4 weggelassen.
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Die 5 zeigt
einen Schnitt durch die Lageranordnung des Ruderlagers aus 4 und 6 zeigt
eine schematische Darstellung einer Lageranordnung zwischen dem
Ruderschaft und dem Ruderkoker. Das Ruderkokerlager 120 ist
als Kragträger mit
einer mittigen Innenlängsbohrung 125 zur
Aufnahme des Ruderschaftes 140 für das Ruderblatt 100 versehen.
Außerdem
ist das Ruderkokerlager 120 bis an das mit dem Ruderschaftende
verbundene Ruderblatt 100 hinreichend ausgebildet. In seiner Innenbohrung 125 weist
das Ruderkokerlager 120 ein Lager 150 zur Lagerung
des Ruderschaftes 140 auf, wobei vorzugsweise dieses Lager 150 im
unteren Endbereich 120b des Ruderkokerlagers 120 angeordnet
ist. Der Ruderschaft 140 ist mit seinem Ende 140b mit
seinem freien Abschnitt 145 aus dem Ruderkokerlager 120 herausgeführt. Das
freie untere Ende dieses verlängerten
Abschnittes 145 des Ruderschaftes 140 ist mit
dem Ruderblatt 100 bei 170 fest verbunden, wobei
jedoch auch hier eine Verbindung vorgesehen ist, deren Lösen des
Ruderblattes 100 von dem Ruderschaft 140 ermöglicht,
wenn die Propellerwelle ausgetauscht werden soll. Die Verbindung
des Ruderschaftes 140 im Bereich 170 mit dem Ru derblatt 100 liegt
dabei oberhalb der Propellerwellenmitte 225, so dass für den Ausbau
der Propellerwelle lediglich das Ruderblatt 100 von dem
Ruderschaft 140 abgenommen werden muss, während dagegen
ein Herausnehmen des Ruderschaftes 140 aus dem Ruderkokerlager 120 nicht
erforderlich ist, da sowohl das freie untere Ende 120b des
Ruderkokerlagers 120 als auch das freie untere Ende des
Ruderschaftes 140 oberhalb der Propellerwellenmitte liegen.
Bei den in den 4 bis 6 gezeigten Ausführungsformen
ist nur ein einziges Innenlager 150 für die Lagerung des Ruderschaftes 140 und dem
Ruderkokerlager 120 vorgesehen; ein weiteres Lager für das Ruderblatt 100 an
der Außenwand
des Ruderkokerlagers 120 entfällt. Zur Aufnahme des freien
unteren Endes 120b des Ruderkokerlagers 120 ist
das Ruderblatt 100 mit einer bei 160 angedeuteten
Einziehung bzw. Ausnehmung versehen.
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Bei
dem Ruder ist das Ruderkokerlager 120 als Kragträger mit
einer mittigen Innenlängsbohrung 125 zur
Aufnahme des Ruderschaftes 140 für das Ruderblatt 100 versehen.
Des Weiteren ist das Ruderkokerlager 120 bis in das in
dem Ruderschaftende verbundene Ruderblatt 100 hineinreichend
ausgebildet und weist in seiner Innenbohrung 125 ein Lager 150 zur
Lagerung des Ruderschaftes 140 in dem Ruderkokerlager 120 auf.
Mit seinem freien Ende 120b ist das Ruderkokerlager 120 in
einer Ausnehmung oder Einziehung 160 in dem Ruderblatt 100 hineinreichend,
wobei der Ruderschaft 140 in seinem Endbereich 140b mit
einem Abschnitt 145 aus dem Ruderkokerlager 120 herausgeführt ist.
Mit dem freien Ende dieses verlängerten
Abschnittes 145 ist der Ruderschaft 140 mit dem
Ruderblatt 100 verbunden, wobei die Verbindung des Ruderschaftes 140 mit dem
Ruderblatt 100 oberhalb der Propellerwellenmitte 225 liegend
ist. Im Endbereich 120b des Ruderkokerlagers 120 ist
vorzugsweise das Innenlager 150 vorgesehen.
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- 100
- Ruderblatt
- 100a,
100b
- Seitenwandfläche
- 10
- oberer
Ruderblattabschnitt
- 11
- obere,
vordere Nasenleiste
- 12
- Querschnittsprofil
- 13
- größte Profildicke
- 14
- vordere
Fläche
- 15
- rückwärtige Fläche
- 14a,
14b
- Flächenabschnitte
- 15a,
15b
- Flächenabschnitte
- 16,
16a
- Randbereich
- 17,
17a
- Randbereich
- 18
- Versatzfläche
- 20
- unterer
Ruderblattabschnitt
- 21
- untere,
vordere Nasenleiste
- 22
- Querschnittsprofil
- 23
- größte Profildicke
- 24
- vordere
Fläche
- 24a,
24b
- Flächenabschnitte
- 25
- rückwärtige Fläche
- 25a,
25b
- Flächenabschnitte
- 26,
26a
- Randbereich
- 27,
27a
- Randbereich
- 30
- Endleiste
- 40
- Übergangsbereich
- 41
- Strömungskörper
- 110
- Schiffskörper
- 120
- Ruderkokerlager
- 120b
- freies
Ende
- 125
- Innenlängsbohrung
- 135
- Flosse
- 140
- Ruderschaft
- 140b
- Ende
Ruderschaft
- 145
- Abschnitt
Ruderschaft
- 150
- Lager
- 155
- Einziehung
- 220
- Propeller
- 225
- Propellerwellenmitte
- BB
- Backbord
- SB
- Steuerbord
- M1,
M2
- Mittellinie