DE7813113U1 - OAR WITH A FIN FOR WATERVATORS - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ruder für Wasserfahrzeuge mit einer um eine senkrechte Achse verstellbaren Flosse und nit einer innerhalb des Ruders angeordneten Betätigungseinrichtung für die Flosse.The invention relates to a rudder for watercraft with a fin adjustable about a vertical axis and an actuating device arranged within the rudder for the fin.

Ruder werden als drehbare Platten oder Verdrängungskörper am Hinterschiff von Wasserfahrzeugen angeordnet und liefern bei Betätigung, also bei Anstellung derselben unter einem vorgegebenen Ruderwinkel, eine hydrodynamische Querkraft, die am Ruder und demzufolge am Schiffsende angreift, wodurch ein zum Steuern des Schiffes erforderliches Steuermoment wirksam wird. Die hydrodynamische Ruderquerkraft bewirkt bezüglich der Ruderdrehachse ein Ruderdrehmoment, welches von der Rudermaschine aufzubringen ist.Rudders are arranged and delivered as rotatable plates or displacement bodies at the stern of watercraft when actuated, i.e. when the same is positioned at a given rudder angle, a hydrodynamic transverse force, which attacks the rudder and consequently the end of the ship, whereby a steering torque required to steer the ship becomes effective. The hydrodynamic lateral rudder force causes a rudder torque with respect to the rudder axis of rotation, which is to be generated by the steering gear.

Zur Erzeugung hoher Ruderquerkräfte sind zwei- oder mehrteilige Ruder der Luftfahrt und dem Schiffsbau bekannt. Derartige Ruder wurden bereits in der Mitte des letzten Jahrhunderts von LUMLEY vorgeschlagen (s. WHITE: Handbuch für Schiffbau, 1879, Seite 653 ff.). Die ausfahrbaren Landeklappen der Flugzeuge ("flaps") (s. z,B. ABBOTT & DOENHOFF: "Theory of wing sections"), das sogenannte BECKER-Ruder und das "flapped rudder" (s. "Prinziples of Naval Architecture" - MANDEL: " ship manoeuvring and control") und die neueren Arbeiten von ENGLISH, ROWE, BAIN: "Some manoeuvring devices for use at zero and low ship speöd", die den derzeitigen Stand der modernen Ruderforschung ver-Two-part or multi-part rudders are known from aviation and shipbuilding for generating high lateral rudder forces. Such oars were proposed by LUMLEY in the middle of the last century (see WHITE: Handbuch for shipbuilding, 1879, page 653 ff.). The extendable landing flaps of the aircraft ("flaps") (see e.g. ABBOTT & DOENHOFF: "Theory of wing sections"), the so-called BECKER rudder and the "flapped rudder" (see "Principles of Naval Architecture "- MANDEL:" ship maneuvering and control ") and the more recent work by ENGLISH, ROWE, BAIN:" Some maneuvering devices for use at zero and low ship speöd ", the current state of modern rowing research

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mitteln, nützen den Hochauftriebseffekt, der bei mehrgeteilten Tragflügeln bzw. Rudern auftritt, wenn das hintere Ruderteil stärker als das vordere Ruderteil gegen die Strömungsrichtung angestellt wird. Derartige Konstruktionen sind als '•Hochleistungsruder" bekannt und der Entwicklung von Sonderrudern mit derartigen Eigenschaften wird in jüngerer Zeit international intensiv nachgegangen.average, use the high-lift effect that occurs with multi-part hydrofoils or oars when the rear part of the rudder is positioned more strongly than the front part of the rudder against the direction of flow. Such constructions are known as "high-performance rudders" and the development of special rudders with such properties has recently been intensively pursued internationally.

Bekannt ist auch das FLETTNER-Ruder, bei dem eine aktiv gesteuerte Flosse des Ruders ohne Rudermaschine gegensinnig zum Hauptruder angestellt wird, um das Drehmomentgleichgewicht bezüglich der Hauptruderachse herzustellen (DE-PS 389 797). Dieses FLETTNER-Ruder weist keine Hauptrudermaschine auf, sondern nur eine Verstellvorrichtung für die an dem Ruder vorgesehene Hilfsflache. Das Hauptruder wird ausschließlich durch das Anstellen der Hilfsfläche bei Anströmung betätigt. Es handelt sich hierbei nicht um eine unabhängige Steuerung eines Hauptruders und einer Flosse, sondern um eine Zwangssteuerung des Hauptruders durch eine Hilfsfläche.Also known is the FLETTNER rudder, which has one actively controlled The fin of the rudder without a rowing machine is set in the opposite direction to the main rudder, in order to achieve the torque balance with respect to the main rudder axis (DE-PS 389 797). This FLETTNER rudder does not have a main steering gear on, but only an adjustment device for the auxiliary surface provided on the rudder. The main rudder will be actuated exclusively by adjusting the auxiliary surface when the flow is flowing in. It's not a independent control of a main rudder and a fin, but a forced control of the main rudder by a Auxiliary surface.

Darüber hinaus ist als mehrteiliges Verdrängungsruder ein Gelenkruder bekannt geworden, bei dem, wie auch bei allen bekannten mehrteiligen Verdrängungsrudern, ausgenommen dem FLETTNER-Ruder, die verschiedenen Ruderteile ihrer Antriebe aus extern angebrachten, mechanischen Stellantrieben (DE-PS 18 366), z.B. aus einer fest eingebauten, drehbaren Schiebe-In addition, an articulated rudder has become known as a multi-part displacement rudder, with which, as with all well-known multi-part displacement rudders, with the exception of the FLETTNER rudder, the various rudder parts of their drives from externally attached, mechanical actuators (DE-PS 18 366), e.g. from a permanently installed, rotatable sliding

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htilse mit verschieblichem, fest an die Schwanzflosse angeschlossenem Zapfen,beziehen. Die hohe Wirksamkeit dieser Ruder wird auf die starke Strömungsumlenkung auf der Ruderdruckseite zurückgeführt, während eine Saugseitenbeeinflussung durch angetriebene Rotoren oder Strahlklappen bewirkt werden kann. Bei abnehmender Schiffsgeschwindigkeit nimmt die "irksamkeit der konventionellen Ruder und der Ruder mit Druckseitenbeeinflussung bekannterweise quadratisch mit der Geschwindigkeit des Schiffes ab, während die Steuerfähigkeit dabei - je nach Schiffstyp - bei etwa 6 Knoten bis 3 Knoten Fahrt praktisch verlorengeht.htilse with movable, firmly attached to the caudal fin Cones, relate. The high effectiveness of these rudders is due to the strong flow deflection on the rudder pressure side while the suction side is influenced by driven rotors or jet flaps can be. As the speed of the ship decreases, the effectiveness of the conventional rudder and the rudder increases with print side influence is known to be square with the speed of the ship, while the controllability - depending on the type of ship - at about 6 knots until 3 knots of speed is practically lost.

Mit zunehmender Schiffsgröße und Schiffsgeschwindigkeit ist eine erhebliche Zunahme der Rudermaschinengröße zu verzeichnen. Die Momente der Rudermaschinen erreichen bereits Größenordnungen von 1.2oo mMp.. 1.5oo mMp (zum Vergleich NS. "OTTO HAHN" 3o mMp). Bei mehrteiligen Hochauftriebsrudern bisheriger Konstruktion ist das Ruderdrehmoment noch größer als bei einem Einfachverdrängungsruder gleicher Ruderlateralfläche.With increasing ship size and speed, there is a significant increase in the size of the steering gear. The moments of the rowing machines already reach orders of magnitude of 1,2oo mMp .. 1,5oo mMp (for comparison NS. "OTTO HAHN "3o mMp). In the case of multi-part high-lift rudders of the previous design, the rudder torque is even greater than with a single displacement rudder the same rudder lateral area.

Mehrteilige Hochleistungsruder sind jedoch nicht abschaltbar, wie z.B. das Rotor-Ruder oder das BECKER-RUDER und stellen ihre hydrodynamischen Verbesserungen bzw. Eigenschaften nicht nur dann zur Verfügung, wenn sie gebraucht werden, sondern auch bei normaler Dienstgeschwindigkeit. Der Bedarf für ein Hochleistungsruder als solches ist äußerst selten, gemes-However, multi-part high-performance rudders cannot be switched off, such as the rotor rudder or the BECKER rudder and set their hydrodynamic improvements or properties are not only available when they are needed, but even at normal service speed. The need for a high performance rudder as such is extremely rare, measured

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sen an der Einsatzzeit des Ruders überhaupt und beträgt bei Containerschiffen etwa 6 Stunden auf einer Reise von Io Tagen, meist noch weniger.sen at the operating time of the oar in general and amounts to for container ships about 6 hours on a voyage of Io days, usually even less.

Die Eigenschaften eines Hochleistungsruders, welches nicht abschaltbar ist, erfordern nach den Vorschriften der Klaesifikationsgesellschaften entsprechend stärkere Anschlußteile, wie Ruderschaft, Ruderschaftlager, Rudermaschine, schiffbauliche Anschlußkonstruktionen im Hinterschiff u.dgl. Bei dem von LUMLEY vorgeschlagenen Klappenruder treten außer den vorangehend aufgeführten Nachteilen große Belastungen des Flossenantriebes auf. Infolge von Schweißspannungen und Bauteildeformationen werden bei der Bordmontage Schwierigkeiten bezüglich der Lagerpassungen angetroffen. Im Schadensfalle ist wegen der großen Uberbalance derartiger Flossenruder keine Umwandlung in ein Einkörper-Ruder möglich, da ein solches selbsttätig in die Ruderhartlage drehen würde.The properties of a high-performance rudder, which cannot be switched off, require according to the regulations of the certification societies correspondingly stronger connection parts, such as rudder stock, rudder stock bearings, steering gear, shipbuilding Connection structures in the stern and the like. In the flap rudder proposed by LUMLEY, there are also the the disadvantages listed above on great loads on the fin drive. As a result of welding stresses and Component deformations are encountered during on-board assembly, difficulties with bearing fits. In the event of damage is because of the large overbalance of such fin rudders no conversion to a single-body rudder possible, as this would automatically turn into the hard position of the rudder.

Zur Verbesserung der Kursstätigkeitseigenschaften eines Schiffes - die vom ökonomischen Gesichtspunkt des Schiffsbetriebes eine dominierende Rolle spielen - trägt ein Hochleistungsruder nichts bei, da die o. g. Eigenschaften definiert sind für das Verhalten eines Schiffes bei unbetätigtem Ruder.To improve the course activity characteristics of a ship - from the economic point of view of ship operation play a dominant role - a high-performance rudder does not contribute anything, as the above Properties are defined for the behavior of a ship when the rudder is not actuated.

Darüber hinaus ist ein Schiffsruder bekann*, bei dem im Ruderblatt ein Hilfsruder angeordnet ist, das zur Vergrößerung derIn addition, a ship's rudder is known *, with the one in the rudder blade an auxiliary rudder is arranged to enlarge the

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Ruderfläche nach rückwärts ausgefahren werden kann, wobfei der Antrieb zum Bewegen des Hilfsruders im Huderblatt angeordnet ist. Dieses bekannte Ruder mit ein- und ausfahrbarem Hilfsruder ist mit einer normalen Rudermaschine betätigbar und weist auch bei langsamer Fahrt eine ausreichende Steuerwirkung auf (DE-OS 23 45 36I und DE-OS 23 61 U73),The rudder surface can be extended backwards, whereby the drive for moving the auxiliary rudder is arranged in the rudder blade. This well-known rudder with retractable and retractable Auxiliary rudder can be operated with a normal rowing machine and has sufficient power even when driving slowly Tax effect on (DE-OS 23 45 36I and DE-OS 23 61 U73),

Ferner ist ein Ruder mit einer um eine senkrechte Achse verstellbaren Flosse für Wasserfahrzeuge vorgeschlagen worden, bei dem die Flosse unabhängig von der Lage des Hauptruders betätigbar ausgebildet ist, wobei die Antriebs- und Verstelleinrichtung für die Flosse in dem Ruderblatt oder in der Flosse angeordnet ist.Furthermore, a rudder with a fin adjustable about a vertical axis has been proposed for watercraft, in which the fin is designed to be actuatable independently of the position of the main rudder, the drive and adjustment device for the fin being arranged in the rudder blade or in the fin.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Betätigungseinrichtung für die Flosse von Flossenrudern für Wasserfahrzeuge zu schaffen, die in ihrer Herstellung wirtschaftlich ist und ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit in bezug auf die Arbeitsweise zuläßt.The object of the present invention is to provide an actuating device for the fin of fin oars for watercraft that are economical to manufacture and allows the highest level of reliability with regard to the mode of operation.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Ruder gemäß der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, das gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet ist, daß die Betätigungseinrichtung aus zwei in dem Ruderblatt nebeneinanderliegend angeordneten hydraulischen Arbeitszylindern besteht, deren ein- und ausfahrbare Kolbenstangen außenendsaitig mit den Enden einer über ein Kettenrad geführten Kette verbunden sind, das mit derTo solve this problem, a rudder according to the initially proposed type described, which is designed according to the invention in such a way that the actuating device from two hydraulic ones arranged side by side in the rudder blade There are working cylinders, the retractable and extendable piston rods outside of which with the ends of one over a sprocket-guided chain connected to the

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Drehachse für die Flosse verbunden ist.Axis of rotation for the fin is connected.

Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Betätigungseinrichtung für die Flosse des Ruders ist eine Verstellmöglichkeit geschaffen, die in ihrer Herstellung wirtschaftlich ist und die aufgrund ihrer technischen Konstruktion eine einwandfreie Funktion der Gesamtanlage ermöglicht. Hinzu kommt, daß die Betätigungseinrichtung wartungsfrei ist. Sowohl das Kettenrad auf der Antriebsachse der Flosse als auch die eigentliche Betätigungseinrichtung sind in dem Ruder bzw. in der Flosse untergebracht, so daß keine Funktionsbeeinträchtigung durch Vereisung od.dgl. erfolgen kann.With the actuating device designed according to the invention an adjustment option is created for the fin of the rudder, which is economical in its manufacture and which due to its technical construction enables perfect functioning of the entire system. In addition, the Actuator is maintenance-free. Both the sprocket on the drive shaft of the fin and the actual one Actuators are housed in the rudder or in the fin, so that no functional impairment Icing or the like. can be done.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sehr große Schwenkwinkel für die Flosse ermöglicht werden, was eine Voraussetzung für die optimale Wirkung der Flosse ist. Der Schwenkwinkel ist praktisch nur abhängig vom maximalen Kolbenweg der Betätigung3zylinder, vom Durchmesser des Kettenrades und von der Kettenlänge. Bei Ausführungen in der Art von herkömmlichen Rudermaschinen, die über eine Pinne das Ruder betätigen, ist der Schwenkwinkel durch die Mechanik sehr begrenzt. Die Schwachstelle von Quadranten-Rudermaschinen liegt bei der Zahnpressung. Die gesamte Kraft wird nur über einen oder zwei Zähne übertragen. Bei der vorliegenden Erfindung hingegen verteilt sich die Last auf den halben Umfang des Kettenrades.Another important advantage of the invention is that very large pivot angles are made possible for the fin, which is a prerequisite for the optimal effect of the fin. The swivel angle is practically only dependent the maximum piston travel of the actuating cylinder, the diameter of the sprocket and the chain length. With executions in the manner of conventional rowing machines that operate the rudder via a tiller, the swivel angle is very limited by the mechanics. The weak point of quadrant rowing machines is the tooth pressure. the all power is only transmitted through one or two teeth. In the present invention, however, the load is distributed over half the circumference of the sprocket.

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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt:In the drawing, the object of the invention is shown as an example, namely shows:

Fig.l einen Abschnitt eines Ruder mit einer Flosse mit einer freigelegten Betätigungseinrichtung in einer Ansicht von oben undFig.l shows a section of a rudder with a fin with an exposed actuating device in a view from above and

Fig.2 das Ruder mit der Flosse, teils in Seitenansicht, teils in einem senkrechten Schnitt.Fig. 2 the rudder with the fin, partly in side view, partly in a vertical cut.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Ruders ist mit 11 das Ruderblatt bezeichnet, das über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Ruderschaft mit der im SchiffskSrperinnenraum angeordneten Rudermaschine antreibbar ist. über eine Drehachse 31 ist an dem Ruderblatt 11 eine Flosse 3o schwenkbar angeschlossen, die um die bei 31a angeordnete Schwenkachse verstellbar ist.In the embodiment of the invention shown in Fig. 1 and 2 trained rudder is designated with 11 the rudder blade, which has a not shown in the drawing Rudder stock can be driven with the steering machine arranged in the interior of the ship. via an axis of rotation 31 is on a fin 3o pivotally connected to the rudder blade 11, which fin is adjustable about the pivot axis arranged at 31a.

Die Betätigungseinrichtung für die Flosse 3o ist bei 2o angedeutet. Diese Betätigungseinrichtung 2o besteht aus zwei im Innenraum des Ruderblattes 11 nebeneinanderliegend angeordneten, in an sich bekannter Welse ausgebildeten, hydraulischen Arbeitszylindern, deren Steuerstangen mit 21a, 22a bezeichnet sind. Die außerhalb der Gehäuse der Arbeitszylinder 21, 22 liegenden Endabschnitte der beiden Steuerstangen 21a, 22a sind mit den Enden 25a und 25b einer Antriebskette 25 verbunden, die über ein Kettenrad 26 geführt ist, das mitThe actuating device for the fin 3o is indicated at 2o. This actuating device 2o consists of two arranged side by side in the interior of the rudder blade 11, trained in per se known catfish, hydraulic working cylinders, the control rods with 21a, 22a are designated. The end sections of the two control rods lying outside the housing of the working cylinders 21, 22 21a, 22a are connected to the ends 25a and 25b of a drive chain 25 which is guided over a sprocket 26 which is connected to

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der Drehachse 31 für die Flosse 3o verbunden ist. Bei einem Ausfahren der Steuerstange 21a des Arbeitszylinders 21 in Pfeilrichtung X und bei einem gleichzeitigen Einfahren der Steuerstange 22a in Pfeilrichtung Xl des Arbeitszylinders wird das Kettenrad 26 mittels der Kette 25 in Pfeilrichtung Y verdreht, mit der Folge, daß in gleicher Weise um die entsprechende V/inkelstellung die Flosse 3o verstell wird (Fig. 1).the axis of rotation 31 for the fin 3o is connected. When the control rod 21a of the working cylinder 21 in Direction of arrow X and with a simultaneous retraction of the control rod 22a in the direction of arrow Xl of the working cylinder the sprocket 26 by means of the chain 25 in the direction of the arrow Y twisted, with the result that the fin 3o is adjusted in the same way by the corresponding angular position (Fig. 1).

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Claims (1)

SCHUTZANSPRUCH :PROTECTION CLAIM: Ruder für Wasserfahrzeuge mit einer um eine senkrechte Achse verstellbaren Flosse und mit einer innerhalb des Ruders angeordneten Betätigungseinrichtung für die Flosse, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (2o) aus
zwei in dem Ruderblatt (11) nebeneinanderliegend angeordneten hydraulischen Arbeitszylindern (21,22) besteht, deren ein- und ausfahrbare Kolbenstangen (21a,22a) außenendseitig mit den Enden einer über ein Kettenrad (26) geführten Kette (25) verbunden sind, das mit der Drehachse (3D für die Flosse (3o) verbunden ist.Rudder for watercraft with a fin adjustable about a vertical axis and with an actuating device for the fin arranged within the rudder, characterized in that the actuating device (2o) is off
two hydraulic working cylinders (21, 22) arranged side by side in the rudder blade (11), the retractable and extendable piston rods (21a, 22a) of which are connected on the outside end to the ends of a chain (25) guided over a chain wheel (26), which is connected to the axis of rotation (3D for the fin (3o) is connected. Konten: Deutsche Bank AQ Hamburg (BLZ 20070000) Konto-Nr. 6/10055 ■ Poateeheekamt Hamburg (BLZ »010020) Konlo-Nr. 282080-201Accounts: Deutsche Bank AQ Hamburg (BLZ 20070000) Account No. 6/10055 ■ Poateeheekamt Hamburg (BLZ »010020) Konlo-Nr. 282080-201 7813113 I7.oa787813113 I7.oa78