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Schiffsantrieb Seefahrzeuge werden entweder durch Schraubenpropeller
angetrieben und durch Ruder gesteuert oder mit Hilfe von verstellbaren Schaufelpropellern,
,deren Schaufeln sich schwingend um zur Achse des umlaufenden Radkörpers parallele
Achsen bewegen. Bei der letztgenannten Antriebsart hat man die Schaufelpropeller
sowohl für die Ruderbewegungen als auch für die Schubbewegungen des Schiffes benutzt
und zur Erfüllung dieser beiden Aufgaben zwei verschiedenartige Verstellungsmöglichkeiten
des Steuerzentrums für die Bewegung der Schaufeln vorgesehen, wobei auch ein getrennter
Antrieb für die Verstellung der Schaufeln zur Ausführung der Ruderbewegungen, d.
h. zur Beeinflussung .der Steuerungsgrößen von derjenigen für die Schubbewegungen,
d. h. zur Beeinlussung der Antriabsgrößen, angewendet wurde. ; 1
Nun ist es
ferner bekannt, die beiden erwähnten Antriebsmöglichkeiten bei Seefahrzeugen auch
zu kombinieren, also Schraubenpropeller sowie Schaufelpropeller mit verstellbaren
Schaufeln gemeinsam anzuwenden, und zwar derart, daß die Schaufelpropeller nicht
nur .die Ruderbewegungen .des Schiffes ausführen, sondern auch bei der Fahrt die
Schubbewegungen des Schiffes durch die Schraubenpropeller unterstützen. Da aber
bei diesem Zusammenwirken von Schrauben- und Schaufelpropellern je nach .der Ruderlage
der Schaufelpropeller oder nach Antriebsgröße und Richtung -der Schraubenpropeller
gegenseitigeRückwirkungen auftreten, soll nach der Erfindung zur Vermeidung dieser
Erscheinung .die Schaufelpropellerantriebsgröße von der gesamten Propellerantriebsleitung
oder von einer derselben entsprechenden Meßgröße abhängig sein. Insbesondere sollen
inAbhängigkeit
von der Propellerleistung :die Größen am Schaufelpropeller,
z. B. durch Verstellung der Schaufelnbzw. ihres Normalen-Schnittpunktes derart verändert
werden, daß eine gleichbleibende, einstellbare Antriebs- und Steuerwirkung des Schaufelpropellers
.erzielt wird':; Die gegenseitige Beeinflussung der beiden t Antriebsarten geht
ohne weiteres aus folgender Überlegung hervor. Wird der Antrieb zuerst nur von dem
Schaufelpropeller bewirkt, so verleiht er durch seine Antriebsleistung dem Schiff
eine bestimmte Geschwindigkeit. Erfolgt nun eine weitere Geschwindigkeitssteigerung
:durch eine Antriebswirkung der Schraubenpropeller, so tritt bei Leistungssteigerung
der letzteren bei einem bestimmten Punkt der Zustand ein, bei dem die von den Schraubenpropellern
erzeugte Geschwindigkeit des Wasserstrahles dieselbe ist wie die, welche der Schaufelpropeller
erzeugen würde. Bei weiterer Zunahme der Antriebswirkung durch die Schraubenpropeller
wird dann ein Geschwindigkeitsunterschied der Wasserstrahlen hervorgerufen. Es kann
dann der Fall eintreten, daß ein hydraulischer Antrieb des Schaufelpropellers durch
:das strömende Wasser stattfindet, so daß der Schaufelpropeller keine Leistung mehr
abgibt, sondern dem Wasser Leistung entzieht, die von dem Schraubenpropeller gedeckt
wird. Dieser Nachteil läßt sich erfindungsgemäß durch zusätzliche Verstellung der
Steigung des oder der Schaufelpropeller vermeiden, indem auf :die gesamte Antriebsleistung
und :deren Richtung Rücksicht genommen wird.
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Aber auch in bezug auf die Steuerwirkung des Schaufelpropellers besteht
grundsätzlich ein beachtlicher Unterschied gegenüber dem Antrieb eines Schiffes,
:das :durch Ruder gesteuert wird. Bei den mit gewöhnlichen Rudern ausgestatteten
Schiffen wächst bei gleicher Ruderstellung mit steigender Antriebsleistung und der
ihr entsprechenden Schubleistung auch die Ruderwirkung. Bei der Verwendung eines
kombinierten Schaufel-und Schraubenpropellerantriebes wird aber bei gleichbleibender
Größe und Richtung der Schaufelleistung eine Abnahme der Ruderwirkung bei zunehmender
Schiffsgeschwindigkeit erfolgen. Es tritt eine an und für sich unbeabsichtigte Änderung
der Ruderwirkung bei Veränderung der Schraubenantriebsleistung bei dem kombinierten
Antrieb ein, die man aus der vektoriellen Addition der Schub- bzw. Antriebskomponenten
ermitteln kann. Gibt man beispielsweise .dem Schaufelpropeller einen bestimmten
Antriebswert nach Größe und Richtung, dagegen dem Schraubenpropeller bei bleicher
Größe des Schubes einmal eine positive und ein andermal eine negative Richtung,
dann erfolgt bei der negativen Richtung eine ganz andere Rückwirkung au] den Kurs
des Schiffes als bei einem Ruder, Dies bedeutet, daß bei irgendwelchen Manövern
auch ein ungewisses Zusammenwirken der Steuerkräfte mit den gesamten Antriebskräften
in Erscheinung tritt, :das ebenfalls durch die Erfindung vermieden wird.
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Die Größe der Leistung, die von einem Schaufelpropeller abgegeben
werden kann, ist abhängig von der Größe des Schwingungsausschlages der Schaufeln.
Sie ist also eine Funktion des Verstellwinkels der Schaufeln. Je größer dieser Winkel
ist, um so größer ist die von dem Propeller abgegebene Leistung. Umgekehrt ist natürlich
als inverse Funktion die Winkelstellung der Schaufeln eine Funktion der Propellerleistung.
Wird keine Energie vom Schaufelpropeller abgegeben und die Energie vom Schraubenpropeller
geliefert, .dann ist es notwendig, den Schaufelwinkel entsprechend jener inversen
Funktion einzustellen, wenn verhindert werden soll, daß der Schaufelpropeller Energie
aufnimmt. Soll der Schaufelpropeller zusätzlich Energie abgeben, dann muß die Winkelstellung
der Schaufeln über das Maß hinaus vergrößert werden, das durch die vorhergehende
Einstellung in Abhängigkeit von der Funktionskurve bedingt ist. Entsprechende Gesichtspunkte
sind bei der Steuerung zu berücksichtigen, da .die Steuerung durch Drehung des Steuerpunktes,
d. h. .des Schnittpunktes der Normalen ,auf die Schaufeln im Kreise um die Radmitte
erfolgt.
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Die Steuerung der Schaufelpropeller für die Ruderwirkung kann im vollen
Ruderbereich von der Brücke aus bewirkt werden, während die Antriebsgröße nur bis
zu einer einstellbaren Größe von dort aus möglich ist, im übrigen aber vom Fahrstand
der Maschine oder auch gänzlich von diesem aus eingestellt wird. Das Zusammenwirken
aller Antriebs-und Steuergrößen bietet :den Vorteil, daß kiel Anwendung der Erfindung
ein besonderer Ruderwirkungsanzeiger auf der Brücke angeordnet werden kann, der
die Einstellung der gewollten Steuerwirkung ermöglicht.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung
bedeuten i und z die Servomotoren für .dieVerstellung der Schaufelpropeller, und
zwar soll der Motor i die Ruderwirkung und der Motor :2 .die Fahrsteigung einstellen.
Der Servomotor 2 besitzt beispielsweise zwei Wicklungen A und B, von denen die Wicklung
A der Verstellung auf der Brücke und die Wicklung B der Verstellung von der Maschine
aus entspricht. Der Regler 3 soll als Fahrtregler auf der Brücke wirken. Der Verstellwiderstand4
soll .den Servomotor i in Verbindung mit dem Motor 2 steuern.
Entsprechend
dem gestrichelt bezeichneten geometrischen Ort der Endpunkte des Ruderwirkun.gsvektors
kann eine Verstellung von der Brücke aus erfolgen. Die volle Leistung wird durch
Beeinflussung der Wicklung z B vom Fahrstand der Maschine aus bewirkt.