-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Manövrieren eines in Fahrt befindlichen Schiffes, bestehend aus einem Schwimmkörper, der über eine verschwenkbare Verbindungseinrichtung mit dem Schiffskörper verbunden ist.
-
Eine derartige Einrichtung zum Manövrieren eines in Fahrt befindlichen Schiffes ist aus der im Oberbegriff berücksichtigten AT-PS 1 31 383 bekannt. Die dort beschriebene Einrichtung dient zur Steuerung eines durch ein Motorboot geschobenen Lastkahnes, bei der das Motorboot mit dem Steuerruder des Lastkahnes durch Kupplungsmittel verbunden und der Steuerapparat des Motorbootes so ausgebildet ist, daß durch Auslegen des bzw. der Bootssteuer in der der beabsichtigten Drehrichtung des Kahnes entgegengesetzten Richtung die Steuerung des Kahnes in der gewünschten Richtung bewirkt wird, wodurch eine Einrichtung zur Steuerung eines durch ein Motorboot geschobenen Lastkahnes mit einer verbesserten Manövrierfähigkeit geschaffen werden soll. Da bei dieser Einrichtung der Lastkahn mittels eines Motorbootes gesteuert wird, ist es erforderlich, daß das Motorboot als Steuerkörper über eine starre Verbindungseinrichtung verschwenkbar mit dem Schlepper verbunden ist. Es handelt sich somit hier um ein aktives Steuerorgan. Das angetriebene Fahrzeug ist fest am Ruder oder am Heck des zu steuernden Schiffes dabei angekoppelt. Das Motorboot bzw. Schlepperoder Schubboot wird hierbei nicht hinter dem Schiff hergeschleppt.
-
Hinzu kommt, daß Vorrichtungen und Maßnahmen zum Abbremsen eines in Fahrt sich befindenden Schiffes bekannt sind. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um schiffsfestmontierte, ausschwenkbare oder ausdrehbare Scheiben oder Platten und um achteraus ausgeworfene Bremsfallschirme. Bei Stapelläufen von Schiffen werden Stoppschilde, Bremsanker oder Bremssteine eingesetzt, um das ablaufende Schiff aufzustoppen und evtl. zu steuern. Passiv wirkende Steuerhilfen sind im wesentlichen am Heck angeordnete, steuerbare Ruder oder nicht steuerbare Stabilisierungsflossen. Die genannten Einrichtungen wirken passiv, d. h. sie setzen die Energie des sie anströmenden Wassers in Steuerkräfte und Stoppkräfte um. Passiv wirkende Stoppeinrichtungen und Steuerorgane wirken daher nur bei Fahrt des Schiffes.
-
Aktiv wirkende Steuerorgane dagegen sind bordeigene Winden oder angetriebene freie oder getunnelte Propeller, für die Antriebsenergie vom Hilfsantrieb des Schiffes bereitgestellt wird oder Schlepper, die die Steuerkräfte über Schlepptrossen auf das Schiff übertragen. Ihre Wirkung ist bei Stillstand des Schiffes am größten und geht mit zunehmender Fahrt verloren. Aktiv wirkende Stopp- und Steuerhilfen sind daher prinzipiell bei zunehmender Schiffsgeschwindigkeit wenig wirkungsvoll. Insbesondere bei der Fahrt in engen Gewässern, wie Hafengewässern, Revieren und Kanälen, hat es sich bei großen Schiffen gezeigt, daß das Stoppvermögen bereits aus niedriger Fahrt unzureichend ist, andererseits eine gewisse Mindestgeschwindigkeit erforderlich ist, um das Schiff steuerfähig zu halten. Hinzu kommt, daß Einschraubenschiffe in engen Gewässern mit der Hauptantriebsanlage keine befriedigenden Stoppeigenschaften erzielen, da die Schiffe bei rückwärts drehendem Propeller nach Steuerbord "aus dem Ruder laufen". Besonders gefährlich sind mangelhafte Stoppeigenschaften bei der Fahrt von Konvois in Kanälen und in verkehrsreichen engen Revieren, wenn es sich um Schiffe mit gefährlicher Ladung handelt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Manövrieren eines in Fahrt befindlichen Schiffes der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein wirksames Manövrieren von sich auch in langsamer Fahrt befindlichen Schiffen mit einfachen technischen Mitteln ermöglicht und die darüber hinaus als Steuerhilfe verwendbar ist.
-
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.
-
Mit einer derart ausgebildeten Einrichtung unter Verwendung einer starren oder unstarren Verbindung zwischen dem abzubremsenden oder zu steuernden Schiffskörper und mindestens einem hinter dem Schiff hergeschleppten und bei Bedarf passiv in die Arbeitsposition verschwenkten schwimmbaren Steuerkörper ist erstmals die Möglichkeit gegeben, große Schiffe, die sich auf Fahrten in Kanälen und engen Gewässern und darüber hinaus in einer langsamen Fahrt befinden, im Bedarfsfall wirksam abzubremsen oder in Fahrwasserkrümmungen zu steuern, so daß zwischen den einzelnen Schiffen keine großen Sicherheitsabstände erforderlich sind. Die Manövriereinrichtung stellt eine passiv wirkende Steuereinrichtung dar, die beispielsweise aus zwei scherbrett- oder tragflügelähnlichen Schwimmkörpern besteht, die an besonders ausgebildeten Schlepptrossen oder Gestängen hinter dem Schiff hergeschleppt werden. Die Manövriereinrichtung ist darüber hinaus wirtschaftlich; für ihre Anwendung ist kein geschultes Fachpersonal erforderlich. Sind die Schwimmkörper mit Antriebseinrichtung versehen, so kann jedes Schiff vor Antritt der Revier- oder Kanalfahrt vom bemannten Schwimmkörper mit eigener Kraft erreicht und an den Schiffskörper des abzubremsenden oder zu steuernden Schiffes angekoppelt werden. Kostspielige Schlepperhilfen mit geschulter Besatzung oder andere Abbremsoder Steuereinrichtungen werden nicht mehr erforderlich, wobei die Anwendung von Schleppern auf vielen Revieren beträchtlich erhöht und Folgeschäden aus Schiffskollisionen oder Strandungen vermieden werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt in schematischen Ansichten von oben
-
Fig. 1 ein in Fahrt befindliches Schiff mit zwei heckseitig angekoppelten Schwimmkörpern bei Geradeausfahrt,
-
Fig. 2 die Heckansicht eines zu stoppenden Schiffes mit in die wirksame Abbremsstellung überführten Schwimmkörpern, die über eine starre Verbindungseinrichtung mit dem Schiffskörper verbunden sind,
-
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Manövriereinrichtung, bestehend aus zwei an dem Heck eines sich in Fahrt befindenden Schiffes festgemachten über eine unstarre Verbindungseinrichtung mit dem Schiffskörper verbundene Schwimmkörper in Geradeausfahrtstellung,
-
Fig. 4 die Schwimmkörper in der Abbremsstellung,
-
Fig. 5 eine Manövriereinrichtung aus zwei längsseits im Hinterschiffsbereich eines Schiffes festgemachten Schwimmkörpern in der Abbremsstellung,
-
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Manövriereinrichtung aus im Hinterschiffsbereich eines Schiffes längsseits festgemachten Schwimmkörpern in der Abbremsstellung,
-
Fig. 7 eine Manövriereinrichtung aus zwei im Vorschiffsbereich eines Schiffes längsseits angeordneten Schwimmkörpern in der Steuerstellung für eine Drehung nach Backbord und
-
Fig. 8 eine detaillierte Skizze der Strömungskräfte, die auf einen Schwimmkörper bei Geradeausfahrt und bei Betätigung wirken.
-
In Fig. 1 und 2 ist mit 200 der Schiffskörper eines Schiffes bezeichnet, dessen Fahrt mittels einer Manövriereinrichtung gemindert bzw. gestoppt werden soll.
-
Die Manövriereinrichtung besteht nach Fig. 1 und 2 aus über eine starre Verbindungseinrichtung 20 mit dem Heck des abzubremsenden Schiffskörpers 200 verbundenen Schwimmkörpern 10, 10 a, die in an sich bekannter Weise ausgebildet sind und eine Größenordnung aufweisen können, die der Größe eines an sich bekannten kleinen Schleppers od. dgl. entspricht, jedoch einen - bezogen auf die Länge - ungewöhnlich großen Tiefgang aufweisen, also mehr einem Docktor ähneln. jeder der beiden Schwimmkörper 10, lOa ist mit einer Antriebseinrichtung für einen Propeller und mit einer Ruderanlage versehen, so daß die Schwimmkörper 10, 10 a sich mit eigener Kraft auch bewegen können. Die Bedienung der Schwimmkörper 10, 10 a kann durch an Bord befindliches Personal oder von Deck des Schiffes aus fernbedient erfolgen.
-
Da die beiden Schwimmkörper 10, 10 a gleich ausgebildet und über gleich ausgebildete Verbindungseinrichtungen 20 mit dem abzubremsenden Schiffskörper verbunden sind, wird nachstehend die Verbindungseinrichtung 20 für den Schwimmkörper 10 beschrieben.
-
Die Verbindungseinrichtung 20 zwischen dem Schwimmkörper 10 und dem abzubremsenden Schiffskörper 200 besteht aus einem Parallelgestänge mit zwei Steuerstangen 30, 35. Beide Steuerstangen 30, 35 sind parallel in einem Abstand zueinander geführt. Die Steuerstange 30 ist bei 31 starr mit dem Schiffskörper 200 verbunden, so daß die Steuerstange 30 eine zur Längsrichtung des Schiffskörpers 200 verlaufende Stellung einnimmt. Mit ihrem anderen Ende ist die Steuerstange 30 etwa bugseitig bei 32 an den Schwimmkörper 10 angelenkt, so daß dieser um diesen Anlenkungspunkt 32 verschwenkbar ist.
-
Die andere Steuerstange 35 der Verbindungseinrichtung 20 ist mit ihrem einen Ende etwa mittschiffs an dem Schwimmkörper 10 bei 36 angelenkt, während das andere Ende der Steuerstange 35 mit einer Antriebseinrichtung 37 im Schiffskörper 200 mit diesem verbunden ist, und zwar derart, daß mittels dieser Antriebseinrichtung 37 eine Bewegung der Steuerstange 35 in Pfeilrichtung X erfolgen kann.
-
Fig. 1 zeigt einen abzubremsenden Schiffskörper 200 mit zwei heckseitig angeordneten Schwimmkörpern 10, 10 a während der Geradeausfahrt. Soll der Schiffskörper 200 in seiner Fahrt abgebremst bzw. gestoppt werden, so wird die Steuerstange 35 der Verbindungseinrichtung 20 mittels der Antriebseinrichtung 37 in Pfeilrichtung X 1 bewegt mit der Folge, daß der Schwimmkörper 10 um den Anlenkungspunkt 32 an der starren Steuerstange 30 in Pfeilrichtung Y in einen Anstellwinkel zur Fahrtrichtung des Schiffskörpers 20 verschwenkt wird. In analoger Weise erfolgt das Verschwenken des zweiten Schwimmkörpers 10 a, so daß die beiden Schwimmkörper 10, 10 a die in Fig. 2 dargestellte Abbrems- bzw. Stoppstellung einnehmen, wodurch die Fahrt des Schiffskörpers 200 abgebremst bzw. gestoppt wird. je nach dem Anstellwinkel der beiden Schwimmkörper 10, 10 a wird eine größere oder kleinere Abbrems- bzw. Stoppwirkung erreicht.
-
Die Verbindungseinrichtung 20 ist mit dem Schiffskörper 200 des abzubremsenden Schiffes lösbar verbunden. Für das Befestigen der Verbindungseinrichtung 20 an dem Schiffskörper 200 sind in der Zeichnung nicht dargestellte entsprechende Einklink- und Ausklinkeinrichtungen vorgesehen, die ein müheloses Befestigen der Verbindungseinrichtung 20 ermöglichen. Der Schwimmkörper 10 bzw. lOa fährt mit eigener Kraft an den Schiffskörper 200 heran, bis die Verbindungseinrichtung 20 an dem Schiffskörper 200 einklinkt. Die Antriebseinrichtung 37 für das Verschwenken des Schwimmkörpers 10 bzw. 10 a braucht nicht in dem Schiffskörper 200 des abzubremsenden Schiffes vorgesehen zu sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Einrichtung zum Verschieben der beiden Steuerstangen 30, 35 zueinander mittels Einrichtungen vorzunehmen, die im Schwimmkörper selbst vorgesehen sind. Werden zwei Schwimmkörper 10, 10 a als Abbrems- oder Stopphilfe verwendet, so sind beide Schwimmkörper im Abstand voneinander an dem Heck des abzubremsenden Schiffskörpers 200 mit diesem über die Verbindungseinrichtung 20 verbunden. Wird nur ein einziger Schwimmkörper verwendet, so ist dieser etwa in der Mitte des Schiffshecks über die Verbindungseinrichtung 20 mit dem Schiffskörper 200 verbunden. Um bei einem Überführen des Schwimmkörpers 10 in einen Anstellwinkel zu verhindern, daß der Schiffskörper 200 aus dem Kurs läuft, werden entsprechende Rudermanöver seitens des Schiffskörpers 200 durchgeführt oder der AnstellwinkeI des Schwimmkörpers vergrößert.
-
Bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform besteht die Manövriereinrichtung aus einer unstarren Verbindungseinrichtung 120, die von einer Schlepptrosse 130 gebildet ist, über die der abzubremsende Schiffskörper 200 mit dem Schwimmkörper 100 bzw. 100 a derart verbunden ist, daß die Überführung des Schwimmkörpers in einen Anstellwinkel möglich ist. Hierzu ist die Schlepptrosse 130 einendig bei 131 an dem Schiffskörper 200 des zu stoppenden Schiffes befestigt, während an das andere Ende der Schlepptrosse zwei Trossen 135 a, 135 b bei 132 angeschlossen sind, wobei die beiden freien Enden der Trossen 135 a, 135 b an dem Schwimmkörper 100 derart befestigt sind, daß die Trosse 135 a an dem Bug des Schwimmkörpers 100 bei 136 angreift, während die andere Trosse 135 b etwa auf halber Länge des Schwimmkörpers 100 bei 136a an diesen angeschlossen ist (Fig. 4). Der Schwimmkörper 100 a ist mit der gleichen Verbindungseinrichtung 120 an dem Schiffskörper 200 befestigt. Bei Geradeausfahrt des Schwimmkörpers 100 bzw. 100 a ist die Schlepptrosse 130 mit ihrem Befestigungspunkt 132 bei 136 an dem Bug des Schwimmkörpers lösbar befestigt, so daß durch Ausklinken od. dgl. ein Lösen der Schlepptrosse von den Schwimmkörpern möglich ist. Hierzu eignet sich beispielsweise ein fernbedienbarer Sliphaken.
-
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist der zu stoppende Schiffskörper 200 heckseitig über Schlepptrossen 130, von denen jede Schlepptrosse an ihrem freien Ende zwei weitere Trossen 135 a und 135 b aufweist, mit zwei Schwimmkörpern 100, 100 a verbunden. Fig. 3 zeigt die beiden Schwimmkörper 100, 100 a bei Geradeausfahrt. Der Schlepptrossenverbindungspunkt ist entsprechend dem Schlepptrossenanschlußpunkt 132 (Fig. 4) dann bei 136 an jedem der beiden Schwimmkörper eingeklinkt, so daß die Längsachsen der beiden Schwimmkörper 100, 100 a in der Längsachse des Schiffskörpers 200 liegen.
-
Soll nun der sich in Fahrt befindende Schiffskörper 200 abgebremst bzw. gestoppt werden, so müssen die beiden Schwimmkörper 100, 100 a in einen Anstellwinkel zur Fahrtrichtung des Schiffskörpers 200 gebracht werden. Dies erfolgt durch Ausklinken der Schlepptrosse 135 a an dem Befestigungspunkt 132 an dem Bug eines jeden Schwimmkörpers, so daß bei gespannter Schlepptrosse 130 die Trossen 135 a, 135 b die Form eines Dreiecks (Hahnepots) einnehmen und jeweils in Abhängigkeit von der Lage des Befestigungspunktes 132 an dem Ende der Schlepptrosse 130 erfolgt eine mehr oder weniger große Winkelausstellung des Schwimmkörpers (Fig. 4). Um den Anstellwinkel verändern zu können, ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 das Ende der Schlepptrosse 130 bei 132 auf der Trosse, die von den beiden Trossen 135 a, 135 b gebildet wird, verschieblich angeordnet und in jeder Stellung arretierbar. Die Angriffspunkte der starren oder unstarren Verbindungseinrichtungen liegen nicht an Deck des Schwimmkörpers, sondern etwa auf halbem Tiefgang in Höhe des Druckpunktes der Strömungskraft, um das krägende Moment klein zu halten.
-
Auch bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform einer Manövriereinrichtung kann mit dem abzubremsenden bzw. zu stoppenden Schiffskörper 200 auch nur ein einziger Schwimmkörper verbunden sein.
-
Um ein fahrendes Schiff abbremsen bzw. stoppen zu können, werden die über die starre oder unstarre Verbindungseinrichtung 20 bzw. 120 mit dem Schiffskörper 200 verbundenen Schwimmkörper 10, lOa und 100, 100a in die in Fig. 2 und 4 gezeigten Winkelstellungen überführt, d. h. die beiden Schwimmkörper eines jeden Schiffskörpers 200 werden so eingestellt, daß die Schwimmkörper bugseitig auseinandergestellt sind, so daß die Längsachsen der Schwimmkörper sich mit der Längsachse des abzubremsenden bzw. zu stoppenden Schiffskörpers 200 schneiden. Sollen dagegen die Schwimmkörper zu Steuerzwecken mit verwendet werden, so werden die beiden Schwimmkörper 10, lOa und 100, 100a in einen Anstellwinkel gebracht, bei dem die beiden Schwimmkörper eine parallele Stellung zueinander einnehmen, wie dies in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist. Der Schwimmkörper 200 nimmt dann etwa Kurs in Pfeilrichtung X 3, wenn sein Ruder auf den Anstellwinkel der beiden Schwimmkörper ausgerichtet ist. Um einen derartigen Anstellwinkel der Schwimmkörper zu erreichen, sind vorteilhafterweise an jedem Schwimmkörper zwei Verbindungseinrichtungen 20 bzw. 120 angeordnet, und zwar je eine Verbindungseinrichtung für Backbord- und Steuerbordanstellwinkel.
-
Fig. 5 und 6 zeigen abweichend von Fig. 1 und 3 eine längsseits an einem Schiffskörper festgemachte Manövriereinrichtung im Hinterschiffsbereich in der Abbremsstellung. Hierzu ist eine unstarre Verbindungseinrichtung 120 vorgesehen, die aus der Schlepptrosse 130 mit an ihrem freien Ende angeschlossenen Trossen 135 a, 135 b besteht, die mit ihren freien Enden an den Schwimmkörper 100 bzw. 100 a angeschlossen sind, wobei die Trosse 135 a ausklinkbar ist (Fig. 6). Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind zwei Schlepptrossen 135 a; 135 b&min; auf jeder Seite des Schiffskörpers 100 vorgesehen, die einendseitig in einem Punkt an der Schiffskörperseitenwand befestigt sind, während die freien Enden der Schlepptrossen 135 a; 135 b&min; an den Schwimmkörper 100 bzw. 100 a angeschlossen sind. Auch bei dieser Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist die Schlepptrosse 135 a&min; ausklinkbar. Die Ausklinkvorrichtung ist von Deck des Schiffskörpers 200 aus fernbedienbar.
-
Fig. 7 zeigt den Einsatz der Schwimmkörper 100, 100 a als Steuerhilfe für ein Backborddrehmanöver des Schiffskörpers 200 in Richtung X 4. Als weitere Ausgestaltung sind zwei Schlepptrossen 135 a&min;&min; und 135 b&min;&min; vorgesehen, die im vorderen Bereich des Schiffskörpers 200 angeordnet sind und die getrennt einerseits an dem Schiffskörper 200 und andererseits an dem Schwimmkörper 100 bzw. 100 a befestigt sind. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Schlepptrosse 135 a&min;&min; ausklinkbar an dem Schwimmkörper befestigt.
-
Fig. 8 zeigt die hydrodynamischen Kräfte, die auf einen Schwimmkörper bei Geradeausfahrt und beim Einsatz als Stopphilfe nach Fig. 4 einwirken und von der Schlepptrosse mit den weiteren Trossen a, b (Hahnepot) auf das Schiff übertragen werden.
-
Bei Geradeausfahrt ist die Schlepptrosse an der Vorderkante des Schwimmkörpers eingeklinkt und es wirkt die Längskraft X 0 aus dem Widerstand des Schwimmkörpers. In diesem Schleppzustand ist auf gierstabile Fahrweise des Schwimmkörpers zu achten. Der eingezeichnete Ruderpropeller wird nicht betätigt.
-
Nach dem Ausklinken der Schlepptrosse schwingt der Schwimmkörper in die Übergangsposition 1, die nicht stabil ist, sondern selbsttätig in eine stabile Endlage 2 übergeht, wenn die Trossen und Trossenangriffspunkte so gewählt werden, daß bei dem sich ergebenden Anstellwinkel des Profils gegen die Strömungsrichtung u noch keine Saugseitenablösung der Strömung eintritt und der Angriffspunkt P 2 der resultierenden Strömungskraft R 2 innerhalb der Trossenangriffspunkte liegt.
-
Die Komponenten der resultierenden Strömungskraft R sind der Auftrieb L, der Widerstand D, die Längskraft X und die Querkraft Y. Der durch die Trosse auf das Schiff übertragene Widerstand D wirkt als Bremskraft, der Auftrieb L wirkt zusammen mit dem entgegengerichteten Auftrieb des nicht dargestellten zweiten Schwimmkörpers kursstabilisierend auf das Heck des Schiffes. Ist die Fahrt des Schiffes abgebremst, gehen die dargestellten passiven Strömungskräfte verloren und der aktiv wirkende Ruderpropeller gelangt zum Einsatz, um die Schleppverbindung wieder herzustellen.
-
Die Strömungskräfte können durch die geometrische Gestaltung des Schwimmkörpers beeinflußt werden. Hierzu zählen insbesondere das Seitenverhältnis und eine große Endscheibe des Schwimmkörpers, die die Umströmung des Bodens verhindert und gleichzeitig als Dockauflage dient.
-
Durch geeigneten Ballast wird der Schwimmkörper auf den großen Tiefgang gebracht und die Gewichtsstabilität derart groß bemessen, daß der dynamischen Beanspruchung in Position 1 standgehalten wird.