DE4426953A1

DE4426953A1 - Ruder oder Ruderdüse mit angelenkter Flosse für Wasserfahrzeuge

Info

Publication number: DE4426953A1
Application number: DE19944426953
Authority: DE
Inventors: Alfred Prof Dr Ing Dudszus
Original assignee: Individual
Current assignee: Tbi Technologie-Beratungs-Institut 19061 Sch GmbH
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2014-07-30
Also published as: DE4426953B4

Description

Die Erfindung betrifft Ruder, Ruderdüsen und Ruderpropeller mit vorzugsweise nur oberer Drehlagerung für Wasserfahrzeuge, die zur Erhöhung der Zuverlässigkeit und der Ruderwirkung mit Ruder- bzw. Düsenflossen oder Ruderpropeller ausgerüstet sind.

Es existieren bereits verschiedene Lösungen von Rudern mit Ruderflossen bzw. Ruderdüsen mit Ruderflossen, verschiedene Ruder- und Düsenlagerungen sowie Betätigungsmechanismen der Flossen.

Zu den bekanntesten gehört das "Becker KSR-Ruder", bei dem zur oberen Lagerung des Ruders ein schiffsfester Ruderpfosten mit Hohlbohrung im Ruderblatt die auf das Ruder wirkenden Kräfte und Momente aufnimmt, so daß der Ruderschaft weitgehend entlastet wird und fast ausschließlich das Drehmoment des Ruderantriebs zu übertragen hat.

Die hinsichtlich der Belastung vorteilhafte Lösung erfordert jedoch im Vergleich mit oben und unten gelagerten Rudern zumindest im Bereich des in das Ruder hineinragenden Ruderpfostens ein dickeres Profil mit den entsprechenden hydrodynamischen Nachteilen.

Die bekannten, den Rudern oder Ruderdüsen nachgeordneten starren sog. "Stabilisierungsflossen" verlagern hauptsächlich den Ruderkraft-Mittelpunkt zur Ruder- bzw. Düsendrehachse und wirken kursstabilisierend, jedoch vermögen sie im allgemeinen nicht die Ablösung bei großen Ruderwinkeln zu vermeiden.

Ruder oder Ruderdüsen mit drehbaren Flossen erhöhen infolge der besseren Umströmung demgegenüber bedeutend die Ruderwirkung bei größeren Ruderanstellwinkeln. Bei den zeitlich häufigsten Fahrtzuständen werden zur Kursstabilisierung jedoch nur Ruderwinkel von wenigen Graden benötigt, für die Ruder- bzw. Düsenflossen nicht erforderlich sind. Bei den praktisch ausgeführten Ruder und Ruderdüsen mit nachgeordneten Flossen erfolgt außerdem die Flossenanstellung zwangsläufig mechanisch in Abhängigkeit von der Bewegung des Hauptruders oder der Ruderdüse, woraus z. B. bei Rückwärtsmanövern eine ungünstige Flossenstellung resultiert.

Die bisher gemachten Lösungsvorschläge, wie in der DE 31 01 042 und der DE 31 50 992 vorgestellt, versuchen diese Nachteile zu überwinden, jedoch benötigen sie dazu komplizierte Mechanismen im Ruderblatt, die im verfügbaren Raum schlecht unterzubringen, zu überwachen und instand zu setzen sind. Außerdem sind sie nicht für Ruderdüsen mit Flossensteuerung anwendbar.

Auch die in der DE 34 90 665 vorgeschlagene Lösung eines gesonderten Antriebs von Rotoren am Ruderblatt ist wegen des ebenfalls erforderlichen komplizierten Getriebes für die Lösung nachstehender Aufgabe nicht geeignet.

Eine einfache und zuverlässige, direkt gesteuerte Betätigung der Ruder- oder Ruderdüsenflossen, ausreichend für übliche Kurskorrekturen, gibt es bisher nicht.

Es ist das Ziel der Erfindung, zur Verbesserung der Schiffssicherheit und Wirtschaftlichkeit Schiffsruder, Ruderdüsen und Ruderpropeller mit einer zuverlässigen Ruder-, Ruderdüsen- bzw. Ruderpropellerlagerung mit geringer Bauhöhe und geringem Montageaufwand sowie einer effektiven Betätigung und Steuerung der Ruder- bzw. Düsenflossen für den gesamten Anstellwinkelbereich zu schaffen.

Aufgabe der Erfindung ist es, besonders für einseitig oben im oder am Schiffskörper gelagerte Ruder mit Ruderflossen sowie Ruderdüsen mit drehbaren Flossen, Satteldüsenruder bzw. Ruderpropeller eine zuverlässige einseitige obere Drehlagerung für das Hauptsteuer- und Hilfssteuerorgan mit eigenständiger und/oder koppelbarer Betätigung durch gesonderte, auch kombinierte Rudermaschinen zu schafffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine kombinierte Hohlsäulen-Teller-Lagerung des Hauptruders bzw. der Ruderdüse mit in der Hohlsäule integriertem Flossen-Ruderschaft in Verbindung mit eigenständigen oder gekoppelten Rudermaschinen gelöst.

Die kombinierte Hohlsäulen-Teller-Lagerung des Ruders bzw. der Ruderdüse befindet sich weitgehend innerhalb des Schiffskörpers, so daß die Verbindungen mit dem Ruder bzw. der Ruderdüse festigkeitsseitig und hydrodynamisch günstig gestaltbar sind. Im Vergleich zur konventionellen Schaftlagerung benötigt sie eine für die Schiffsraumnutzung günstige geringere Bauhöhe, ist insbesondere für die einseitige obere Lagerung von Rudern und Ruderdüsen geeignet, kann werkstattseitig fertig bearbeitet ohne Ausbohrarbeiten am Schiff montiert bzw. geschweißt werden, hat sowohl eine zuverlässige Flanschverbindung mit dem Ruder bzw. der Ruderdüse wie auch Aufnahmemöglichkeiten für den integrierten direkt oder gekoppelt betätigbaren Flossenruderschaft.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht bei der Ausführung mit direkter eigenständiger Betätigung der Ruder- bzw. Düsenflossen die Flossenbewegung ohne Betätigung des Hauptsteuerorgans. Das hat für kleinere Kurskorrekturen den Vorteil einer besonders sensiblen Steuerung unter Beibehalt der propulsionsoptimalen Stellung des Hauptsteuerorgans, bei gleichzeitiger Energieeinsparung für die Hauptrudermaschine im stand-by-Betrieb.

Bei größeren erforderlichen Ruderwinkeln und Rückwärtsmanövern wird durch die Selbststeueranlage sowohl das Hauptsteuerorgan als auch die Ruderflosse in die jeweils wirkungsgünstige Anstellungskombination gesteuert.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a ein Hochauftriebsruder 9 mit Strahlendrallungsprofilen 14 und Nabenwirbelentdrallung 15, mit kombinierter Rudersäulen-Rudertellerlagerung 3 sowie steuerbarer Ruderflosse 11 mit Flossenruderschaft 16 und Flossenantrieb 17,

Fig. 1b die Flossenstellung BB. bzw. StB. bei unveränderter Stellung des Hauptruders 9 und

Fig. 1c eine Flossenstellung bei gleichzeitiger Hauptruderstellung;

Fig. 2a eine Sattelruderdüse 10 über dem oberen Propellerhalbkreis, Rudersäulen-Rudertellerlagerung 3 sowie steuerbare Ruderdüsenflosse 11 und Flossenruderschaft 16,

Fig. 2b am Beispiel einer Sattelruderdüse 10, analog zum Ruder 9, die Flossenstellung BB. bzw. StB., wobei die Sattelruderdüse 10 in unveränderter Mittel- oder Propulsions-Optimallage bei keiner oder leichter Flossenverstellung für kleine Kurskorrekturen steht,

Fig. 2c die Sattelruderdüse 10 bei vollen Düsen- und Flossendrehwinkeln für Voraus- bzw. Rückwärtsmanöver.

Bezugszeichenliste

1 Hinterschiff im Bereich des Ruders bzw. der Ruderdüse
2 Schiffsfestes Ruder- bzw. Düsenlagergehäuse
3 Kombinierte Rudersäule mit Tellerlagerung
4 Radial- und Axiallager
5 Obere Gehäuse-Lagerplatte
6 Obere Abdichtung
7 Verbindung Rudersäule 3 mit Ruder 9 bzw. Ruderdüse 10
8 Hauptdrehantrieb von Ruder bzw. Ruderdüse
9 Ruder
10 Ruderdüse bzw. Sattelruderdüse
11 Ruder- bzw. Ruderdüsenflosse
12 Lagerung der Flosse an Ruder 9 bzw. Ruderdüse 10
13 Stütz- und Entdrallungsprofile
14 Ruderprofile zur Strahlentdrallung
15 Nabenwirbel-Entdrallung
16 Flossenruderschaft mit Ruderzapfen und Gleitstück
17 Einzelantrieb oder kombinierter Drehantrieb des Flossenruderschafts

Claims

1. Ruder oder Ruderdüse mit angelenkter Flosse für Wasserfahrzeuge, bestehend aus einem verschwenkbaren Hauptruder oder einer verschwenkbaren Ruderdüse und einer an dem Hauptruder oder an der Ruderdüse angelenkten verschwenkbaren Flosse, die mit dem Hauptruder oder der Ruderdüse starr verriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptruder (9) oder die Ruderdüse (10) an einer in der Bogenkonstruktion des Schiffshecks am Ort des allgemein bekannten Ruderkokers angeordneten, flachen Hohlsäulen-Tellerlagerung (2, 3, 4) drehbar befestigt ist und, daß in der Hohlsäulen-Tellerlagerung (2, 3, 4) ein Flossenruderschaft (16) drehbar gelagert ist, der über eine Hebel- Zapfen-Gleitstück-Gabelverbindung mit der Flosse (11) in Wirkverbindung gebracht ist.

2. Ruder oder Ruderdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlsäulen-Tellerlagerung (2, 3, 4) im wesentlichen von einem schiffsfesten Lagergehäuse (2), einer flanschartig ausgebildeten Rudersäule (3) und einer auf das Lagergehäuse (2) aufgeschraubten Lagerplatte gebildet wird und, daß auf die Rudersäule (3) eine weitere obere Lagerplatte (5) geschraubt ist, durch die der Flossenruderschaft (16) in Axialrichtung fixiert ist.

3. Ruder oder Ruderdüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flossenruderschaft (16) hinter dem Drehmittelpunkt der Rudersäule (3) gelagert ist.

4. Ruder oder Ruderdüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerpunktlinie der Profilquerschnitte des Hauptruders (9) oder der Ruderdüse (10) vor dem Drehmittelpunkt der Rudersäule (3) angeordnet ist.

5. Ruder oder Ruderdüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flossenruderschaft (16) über eine Exzenter-Gabelverbindung mit der Flosse (11) in Wirkverbindung gebracht ist.

6. Ruder oder Ruderdüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flosse (11) vom Hauptsteuerorgan entkoppelt separat betätigbar ist.

7. Ruder oder Ruderdüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flosse (11) zusammen mit dem Hauptruder (9) oder der Ruderdüse (10) vom Hauptsteuerorgan durch eine kombinierte Steuerung betätigbar ist.