DE2137570C3 - Wasserstrahl-Bugsteuerung für Schiffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserslrahl-Bugsteuerung für Schiffe mit einer bodenseitigen Kammer, in der sich ein Propeller als Strahlerzeuger für einen in Bugrichtung gerichteten Strahl und ein Strahlleitap-Darat mit lotrechter Drehachse befinden.

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Bei einer bekannten Bugsteuerung (Zeitschrift »Schiff und Hafen« 1968, S. 202) ist ein rohrkrümmerartiges Gehäuse vorgesehen, welches eine durchgehende Kammer bildet, worin ein Propeller als Strahlerzeuger zur Erzeugung eines Wasserstrahles und ein um eine lotrechte Achse drehbarer Austritts-Leitapparat angeordnet sind. Die Drehachse des Propellers ist hierbei waagrecht. Der Stromungsquerschnitt im Gehäuse entspricht in etva dem Durchtrittsquerschnitt des Propellers, so daß am Gehäuseaustritt und insbesondere an der Gehäuseeintrittsöffnung relativ hohe Wasserstrahlgeschwindigkeiten entstehen. Dies ia insofern nachteilig, als hierd ;rch die Gefahr besteht, daß in flachen Gewässern Fremdkörper angesaugt werden. Außerdem besteht noch die Gefahr eines Ansaugens von Luft bedingt durch die hohen Wasserstrhlgeschwindigkeiten.

Bei einem Fährschiff ist es an sich hu- -:_:i.t (britische Patentschrift 409 082), beide Schiffsenden (Bug und Heck) mit jeweils einem Schiffsantrieb (Propeller) und einem dem Propeller nachgeschalteien Ruder zu versehen.

Bei einem zusätzlichen Schiffsantrieb ist es ferner bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1 804 629), im Vorschilfsboden eine bodenseitig offene flach kegelstumpförmige Kammer vorzusehen, in der die zusätzliche Antriebseinrichtung, bestehend aus einer nach allen Richtungen drehbaren Schiffsschraube, angeordnet ist.

Außerdem ist es an sich bekannt (deutsche Ausleeeschrift 1048 181), Wasserstrahlbugsteuerungen durch Verschlußmittel bei stillstehendem Strahlerzeuger zu verschließen.

Ansuchend von diesem Stand der Technik liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten Nachteilen abzuhelfen und eine verbesserte Wasserstrahl-Bugsteuerunr; in Vorschlag /u bringen, bei der durch Reduzierung der Wassereintrittsgeschwindigkeit nicht die Gefahr eines Ansaugens von Fremdkörpern und von Luft besteht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die schiffsbodenseitig offene Kammer durch eine lotrechte Querwand unterteilt ist, daß der Propeller in der Querwand und der als Ruder ausgebildete Strahlleitapparat in dem bugseitigen Kammerabteil angeordnet sind, und daß die Kammerbreitc quer /um Schiff ein Vielfaches des Propcllerdurchmesscrs beträgt.

Da erfindungsgemaß die Breite der schiffsbodenseitig offenen Ansaugkammer quer zum Schiff ein Vielfaches des Propellerdurchmcssers beträgt, ergeben sich ansaugseitig am Eintritt sehr niedrige Wasserströmungsgeschwindigkeiten, so daß kaum Gefahr besteht, daß irgendwelche im Wasser treibenden oder auf dem Grund liegenden Fremdkörper angesaugt werden. Außerdem ist wegen der geringen Wasscremtritbgeschwindigkciien auch die Gefahr des Milansaugens von Luft wesentlich herabgesetzt. Aus diesem Grunde werden außerdem Luftansaugprobleme beim Anlaufvorgang des Strahlerzeuger bei niedrigem Wasserstand vermieden, wozu die Aufteilung der Kammer in zwei getrennte Kammerabteile mittels der lotrechten Querwand beiträgt. Ferner wird durch die lotrechte Querwand vermieden, daß etwaige hydraulische Kurzschlüsse auftreten. Da die Bugsteuerung mit einem einzigen Ruder als Strahlleitapparat auskommt, zeichnet sie sich ferner durch besondere Einfachheit aus.

Die erfindungsgemäße Bugsteucrung dient zur Unterstützung der üblichen, beidseitig hinter dem Schiffsantriebspropeller angeordneten Ruderanlage. Zu diesem Zweck ist der Propeller betrieblich so gestaltet, daß er das Fahrwasser aus dem heckseitigen Kammerabteil ansaugt und einen Wasserstrahl erzeugt, der aus dem bugseitigen Kammerabieil entgegen der Schiffs-Fahrtriehtung austritt, wobei ihm durch die Ruderflächen die gewünschte, stufen lose seitliche Ablenkung erteilt wird, durch die er steuernd wirkt. Diese stufenlose Steuerung ermöglicht insbesondere z. B. ein gesichertes Stillhalten des Schilfes bei Strömung von achtem, d. h. bei Talfahrt. Da bei Nichtbetätigung der Bugsteuerung die sie beherbergende Kammer zumindest in ihrem bugseitigen Abteil ständig vom Fahrwasser durchflossen wird, gestaltet man die Abteilwände vorzugsweise in bezug auf diesen Fahrwasserstrom stromlinienförmig jius. In diesem Sinne ist es zweckmäßig, daß die Kammer eine flaehprismatiseh oder -gewölbt gestaltete Decke aufweist, die an Vorder- und Rückkante bis zum Schiffsboden hinreicht, und die Kammerquerwand vorderseitig etwa bugförmig gestaltet ist.

Zum Schutz des Propellers gegen 1 reibnut ordnet man am bugseitigen Ende der Propelleröiinung in der Querwand 23 Versehlußniittd an. die bei stillstehendem Propeller in Schließstellung verharren und bei laufendem Propeller vom Druckstrahl in Off nungsstellung gebracht und gehallen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen diese Verschlußmittel aus einer Lamellenklappe, deren La mellen oberseitig durch Scharniere gellaltert sind, so daß sie bei stillstehendem Schiff durch ihr Eigengewicht und bei fahrendem Schiff vom Fahrwasser in Schließstellung gehalten, bei Betätigung der Bugsteuerung aber vom Druckwasserstralil vom Sit/ abgehoben und in Öffnungsstellung gehalten werden.

Um andererseits das heckseitige Kammerabteil von Treibgut freizuhalten, bedient man sich /v.eckmäßigerweise des bekannten Mittels, am Eintritt in das Kammerabteil Trcibgutabwehrmittel, wie eine Lochplatte oder einen Gitterrost, einzufügen.

Um auch für den steuernden Staustrahl im vorderen Kammerabteil möglichst günstige Strömungsverhältnisse zu schaffen, liegt es in Sinne der Erfindung, den Strahlerzeuger so anzuordnen bzw. auszugestalten, daß die Mittelachse des von ihm erzeugten Druckslrahls in ihrer gedachten Verlängerung etwa die bugseitige Kammerunterkante trifft.

Um auch z. B. bei äußerst geringem Leer-Tiefgang des Schifies eine leistungsfähige Wasserans.augung und -förderung durch den Strahlerzeuger zu gewährleisten, verwendet man vorzugsweise mehr als einen. z. B. zwei Strahlerzeuger mit parallelen Antriebswellen, da man in diesem Fall den Propellei durchmesser verkleinern und dadurch die Propellerwelle entsprechend tiefer als bei einem größeren Propeller unterhalb des Wasserspiegels anordnen kann, so daß selbst bei langsamer Drehzahl eine sofortige Anfüllung der Ansaugkammer mit Wasser erfolgt.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein Schiff mit der erfindungsgemäßen Bugsteuerunj· in deren Gebiet, in schematischer Darstellung,

Fig· 2 eine Aufsicht in Pfeilrichtung auf die Schnittebene Il-Il der F i g. 1 und

F i g. 3 eine zum Teil geschnittene Aufsicht auf die Bugsteuerung gemäß Fig. 1, ebenfalls in schcmatischer Darstellung.

Im Schiffsboden 1 ist z.U. S bis 12 m hinler dem Bug eine flache Kammer! von z. B. 4 .·-. 4 m Grundfläche vorgesehen, die die Bugsleuerung beherbergt. Diese Kammer 2 besteht aus einem bugseitigen Abteil 21 und einem heckseitigen Abteil 22, die durch eine im wesentlichen lotrechte Querwand 23 voneinander getrennt sind, welche stromlinienförmig gestallet ist, d.h. je nach hinten und unten gekrümmt verläuft. Im mittleren Teil dieser Kammer 23 ist der Strahlerzeuger 24 üblicher und daher nicht detailliert dargestellter Ausgestaltung, d. h. aus Propeller 24', Welle IX" und Düsenring 24'", angeordnet. Die Propellerweüi: 24" ist im Prinzip waagerecht angeordnet, d. h. ihre Mittelachse Λ/ verläuft mit nur geringer Abwärtsneigung nach dem Bug hin und schneidet den Schiffsboden etwa an der bugsjitigen Unlerkanle ty des Kammerabteils 21. Der Antrieb der Propellerwelle 24" erfolgt z. B. von einer (nicht dargestellte«) Maschinenanlage, die im Schiffsinneren hinter dem Kammerabteil 22 angeordnet ist. Im Sinne der Erfindung liegt es jedoch auch, die gesamte Bugsieummg einschließlich des Antriebs zu einer Baueinheit zu vereinigen, die als Gar./es in den Boden eines Schiffes eingebaut werden kann. Dabei wird die Propeller-Antriebskammer (z.B. oberhalb des hinteren Kamnierabteils 22) montiert und ihre Abtriebswelle (/. B. über Keilriemen mit der Propellerwelle 24") gekoppelt. Der Propeller 24' wird derart angelrieben, daß er Wasser aus dem hinleren Kammeriibteil 22 ansaugt und als Strahl in das vordere Kammerabteil 21 drückt, wo dieser das Ruder 25 beaufschlagt und von ihm je nach dessen Stellung in unteiw.hicdlichem Ausmaß seitlich abgedrängt wird. Die Ausgestaltung der Ruderanlage ist üblicher Art und bedarf daher keiner detaillierten Schilderung.

Damit Treibgut nicht in die hinter-' Ansaugkammer 22 gelangen kann, ist der Bv>den dieses Abteils mit einem Gitterrost 26 oder einem ähnlich wirkenden, dem Wassereintritt möglichst wenig Widerstand bietenden Bodenteil versehen.

Um andererseits den Propeller 24' einerseits gegen in das Kammerabteil 2\ eindringendes Treibgut und andererseits gegen Kies u. dgl. bei eventueller Grundberührung zu schützen, ist vor dem Propeller 24' euie Schutzwand 27 in Form eines Systems mehrerer Lamellen 27' angeordnet, die sich lose um waagerechte Scharnierachscn drehen können. Infolgedessen

5.;> verschließen sie die Propelleröflnun^ bei fehlender Strömung durch ihr Eigengewicht und bei vorhandener Strömunf unter dem Druck

Ebenso wie die Kammerwand 23 besitz! auch die Kammerdecke 28 ein stromuiigsgüiisliges Profil.

Um zu verhindern, daß sich in der Kammer 2 und vor allem in deren vorderem Abic^;l 21 ein leistungsminderndes Luftpolster ausbilden kann, ist eine Entlüftung 29 vorgesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche: 2

1. Wasserstrahl-Bugsteuerung für Schiffe mit einer bodenseitigen Kammer, in der sich ein Propeiler als Strahlerzeuger für einen in Bugrichtung gerichteten Strahl und ein Strahlleitapparat mit lotrechter Drehachse befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die schiffsbodenseitig offene Kammer (2) durch eine im wesentlichen lotrechte Querwand (23) unterteilt ist, daß der Propeller (24') in der Querwand (23) und der als Ruder (25) ausgebildete Strahlleitapparat in dem bugseitigen Kammerabteil (21) angeordnet sind, und daß die Kammerbreite quer zum Schiff ein Vielfaches des Propellerdurchmessers beträgt.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) eine flaehprismatisch oder gewölbt gestaltete Decke aufweist, die an Vorder- und Rückkante bis zum Schiffeboden hinreicht und die Querwand (22) vorderseitig etwa bugförmig gestaltet ist.

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder!, dadurch gekennzeichnet, daß am bugseitigen Ende der Propelleröffnung in der Querwand (23) Ver-Schlußmittel (27) vorgesehen sind, die bei stillstehendem Propeller (24') in Schließstellung verharren und bei laufendem Propeller (24') vom Druckstrahl in Öffnungsstellung gebracht und gehalten werden.

4. Steuerung nach Ansprui', 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versdilußmittel (27) aus einer Lamellenklappe bestehen, deren Lamellen (27') oberseitig durch Scharniere gehalten sind.

5. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) insbesondere im bugseiligen Abteil (21) oberseitig mit einem Entlüflungsrohr (29) versehen ist.

6. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Eintritt des heckseitigen Kammerabteils (22) Treibgut-Abwehrmittel (26) für den Propeller (24') angeordnet sind.

7. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Bestandteile, d. h. Kammer (2), Propeller (24') nebst an die Kammer (2) angesetztem Antrieb und Ruder (25) nebst zugehörigen Bau- und Betriebsteilen, in an sich bekannter Weise zu einer Baueinheit vereinigt sind, die in eine entsprechende Öffnung des Schiffsbodens (1) einführbar ist.

8. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (M) des Propellers (24') in ihrer gedachten Verlängerung die bugseitige Kammerunterkante (U) trifft.