Ruder für Schiffe mit höheren Geschwindigkeiten mit einem kavitationsreduzierenden, twistierten, insbesondere Vollschweberuder

Beschreibung

Anwendungsgebiet

[0001] Die Erfindung betrifft ein Ruder für Schiffe mit höheren Geschwindigkeiten mit einem kavitationsreduzierenden, twistierten, insbesondere Vollschweberuder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

[0002] Schiffsruder, wie Vollschweberuder oder Balance-Profilruder, mit oder ohne angelenkter Flosse sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Ebenso bekannt sind Schiffsruder mit einem twistierten Ruderblatt, das aus zwei übereinanderliegenden Ruderblattabschnitten besteht, deren dem Propeller zugekehrte Nasenleisten derart seitlich versetzt sind, dass die eine Nasenleiste nach Backbord und die andere Nasenleiste nach Steuerbord versetzt ist.

[0003] So beschreibt JP (A) Sho 58-30896 ein Ruder für Schiffe mit einem twistierten Ruderblatt, das aus einem oberen und einem unteren Teil besteht, wobei beide Teile in ihren dem Propeller zugekehrten Richtungen verwunden sind und zwar derart, dass nur die die Nasenleisten betreffenden Bereiche der beiden Teile seitlich versetzt sind, wohingegen die sich zu den Endleisten der beiden Teile erstreckenden Bereiche gleiche Querschnittsformen und gleiche Querschnittsabmessungen aufweisen.

[0004] Die GB 332,082 offenbart ebenfalls ein Schiffsruder mit einem twistierten Ruderblatt, dessen dem Propeller zugekehrten Profilbereiche, nämlich die Nasenleisten nach Steuerbord und nach Backbord seitlich ausgestellt sind, wobei die Nasenleisten spitz auslaufend ausgebildet sind. Die Querschnittsprofile der beiden Ruderblattabschnitte sind so ausgebildet, dass die backbordseitig und steuerbordseitig liegenden Seitenwandflächen der beiden Ruderblattabschnitte zwischen den Endleisten bis zu den seitlich abgebogenen Nasenleisten wölbungslos und zwar geradlinig verlaufen, so dass die Seitenwandflächen keine nach außen gewölbten Bereiche mit unterschiedlichen Krümmungsradien aufweisen. Hinzu kommt noch, dass die Profilausgestaltung des Ruderblattes derart ist, dass die beiden Querschnittsflächen der beiden übereinanderliegend angeordneten Ruderblattabschnitte gleich groß sind und sich über die gesamte Höhe des Ruderblattes erstrecken. Durch die spitz auslaufenden Nasenleisten werden scharfkantige Einschnitte ausgebildet, die der Kavitation und Zerstörung ausgesetzt sind. Mit der Profilausgestaltung dieses Ruders soll eine Verbesserung der Propulsion erreicht werden.

[0005] Auch die DE 20 2004 006 453 U1, die als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, beschreibt ein Ruder für Schiffe, das aus einem Ruderblatt und einem dem Ruder zugeordneten, auf einer antreibbaren Propellerachse angeordneten Propeller besteht, wobei das Ruderblatt zwei übereinander liegende Ruderblattabschnitte aufweist, deren dem Propeller zugekehrten vorderen Nasenleisten derart versetzt sind, dass die eine Nasenleiste nach Backbord oder Steuerbord und die andere Nasenleiste nach Steuerbord oder Backbord versetzt sind, wobei die beiden Seitenwandflächen des Ruderblattes in eine dem Propeller abgewandte Endleiste zusammenlaufen. Das den Ruderschaft aufnehmende Ruderkokerlager ist als Kragträger ausgebildet und mit einer mittigen Innenlängsbohrung zur Aufnahme des Ruderschaftes für das Ruderblatt versehen. Das Ruderkokerlager ist bis in das mit dem Ruderschaftende verbundene Ruderblatt hineinreichend ausgebildet, so dass der untere Ruderblattabschnitt des Ruders kein schmales Profil aufweist.

[0006] Die Geschwindigkeiten moderner Schiffe nehmen immer weiter zu. Durch die mit der höheren Geschwindigkeit verbundenen schnellen Strömungsgeschwindigkeiten nimmt die Belastung auf die Propeller und auf das Ruder zu. Die Symmetrie des Profils von bekannten Ruderblättern führt zu Unterdruckgebieten auf der Ruderoberfläche, die zu Kavitationen und so zu Erosionen führen. Kavitation entsteht an den Stellen des Ruderblattes, an denen die Strömung extrem beschleunigt wird. Dabei schlägt die starke Rotationsströmung des Propellers mit großer Geschwindigkeit auf der Ruderblattoberfläche auf. Durch diese starke Beschleunigung sinkt der statische Druck unter den Dampfdruck des Wassers, wodurch Dampfblasen entstehen, die schlagartig implodieren. Diese Implosionen führen zu einer Zerstörung der Ruderblattoberfläche, was teure Reparaturen zur Folge hat; oftmals müssen neue Ruderblätter eingesetzt werden.

[0007] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ruder für Schiffe mit große und sehr große Abmessungen aufweisenden, insbesondere Vollschweberuderblättern mit twistierter Rudervorderkante zu schaffen, bei denen Erosionserscheinungen am Ruderblatt durch Kavitationsbildung, insbesondere beim Einsatz bei schnellen Schiffen mit hochbelasteten Propellern, vermieden werden. Des Weiteren soll ein Ruderblatt eine geringe Profildicke und der untere Ruderblattabschnitt des Ruderblattes ein schmales Profil aufweisen. Außerdem sollen die auf das Ruderblatt in dessen unteren Bereich einwirkenden, durch den sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten aufweisenden Propellefabstrom erzeugten Kräfte aufgefangen und das Ruderblatt ausbalanciert werden, ohne dass dabei eine Beschädigung der Lager für den Ruderschaft eintritt.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Ruder gemäß der eingangs beschriebenen Art mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

[0009] Hiernach ist das erfindungsgemäße Ruder dadurch gekennzeichnet, dass es

a.) aus einem ein schlankes Profil mit einer geringen Profildicke aufweisenden, bevorzugterweise Vollschweberuderblatt aus zwei übereinanderliegend angeordneten Ruderblattabschnitten mit gleichen oder ungleichen Höhen, bevorzugterweise mit einem eine gegenüber der Höhe des oberen Ruderblattabschnittes eine geringere Höhe aufweisenden unteren Ruderblattabschnitt und mit dem Propeller zugekehrten, ein in etwa halbkreisförmiges Profil aufweisenden Nasenleisten besteht, die derart positioniert sind, dass die eine Nasenleiste nach Backbord BB oder Steuerbord SB und die andere Nasenleiste nach Steuerbord SB oder Backbord BB seitlich zur Längsmittellinie LML des Ruderblattes versetzt sind, wobei die Seitenwandflächen der beiden Ruderblattabschnitte in eine dem Propeller abgewandte Endleiste zusammenlaufen,

a1.) wobei die beiden Nasenleisten und die Endleiste unter Verringerung der Querschnittsflächen vom oberen Bereich OB zum unteren Bereich UB des Ruderblattes konisch sich nach unten verjüngend verlaufen,

a2.) oder die Endleiste geradlinig und parallel zum Ruderschaft verläuft und die beiden Nasenleisten unter Verringerung der Größe der Querschnittsflächen vom oberen Bereich OB zum unteren Bereich UB des Ruderblattes konisch sich nach unten verjüngend verlaufen,

a3.) wobei die Querschnittsflächenabschnitte des oberen Ruderblattabschnittes und des unteren Ruderblattabschnittes im Bereich zwischen der Endleiste und der größten Profildicke PD des Ruderblattes eine Länge L aufweisen, die mindestens dem 1 ½-Fachen gegenüber der Länge L1 der Querschnittsflächenabschnitte des oberen Ruderblattabschnittes und des unteren Ruderblattabschnittes zwischen der größten Profildicke PD des Ruderblattes und den Nasenleisten entsprechen,

a4.) wobei der obere Ruderblattabschnitt backbordseitig BB und der untere Ruderblattabschnitt steuerbordseitig SB je einen flach bogenförmig verlaufenden und sich von den Nasenleisten in Richtung zu der Endleiste erstreckenden Seitenwandabschnitt mit einer Länge L2 erstrecken, die sich über die Länge L'2 der Seitenwandabschnitte von den Nasenleisten bis zur größten Profildicke PD zuzüglich einer Länge L"2 erstreckt, die mindestens ⅓ der Länge L'2 entspricht, wobei sich an den flach bogenförmig verlaufenden Seitenwandabschnitt der geradlinig verlaufende Seitenwandabschnitt anschließt, der in die Endleiste ausläuft,

a5.) wobei der obere Ruderblattabschnitt steuerbordseitig SB und der untere Ruderblattabschnitt backbordseitig BB je einen stark gewölbt bogenförmig verlaufenden und sich von den Nasenleisten in Richtung zu der Endleiste erstreckenden Seitenwandabschnitt mit einer Länge L3 aufweisen, die sich über die Länge L'3 der Seitenwandabschnitte von den Nasenleisten bis zur größten Profildicke PD zuzüglich einer Länge L"3 erstreckt, die mindestens ⅓ der Länge L'3 entspricht, wobei sich an den stark gewölbt verlaufenden bogenförmigen Seitenwandabschnitt ein geradlinig verlaufender Seitenwandabschnitt anschließt, der in die Endleiste ausläuft,

a6.) wobei die beiden geradlinig verlaufenden Seitenwandabschnitte paarweise gleiche Längen aufweisen und die zwischen den beiden Seitenwandabschnitten liegenden Querschnittsflächenabschnitte gleich groß und symmetrisch ausgebildet sind, und

a7.) wobei der Abstand zwischen dem flach bogenförmig verlaufenden Seitenwandabschnitt zur Längsmittellinie LML gegenüber dem Abstand zwischen dem stark bogenförmig verlaufenden Seitenwandabschnitt zur Längsmittellinie LML größer ist und die zwischen den beiden bogenförmig verlaufenden Seitenwandabschnitten zu beiden Seiten der Längsmittellinie LML liegenden Querschnittsflächenabschnitte asymmetrisch ausgebildet sind und

a8.) der Ruderschaft im Bereich der größten Profildicke im oberen Ruderblattabschnitt des Ruderblattes oder zwischen der größten Profildicke und der Nasenleiste des oberen Ruderblattabschnittes in diesem angeordnet ist, und sich mit seiner endseitigen Befestigungsvorrichtung über die gesamte Höhe des oberen Ruderblattabschnittes erstreckt, so dass der untere Ruderblattabschnitt ein schmales Profil aufweist.

[0010] Überraschend hat es sich gezeigt, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des twistierten Ruderblattes als Vollschweberuder mit seiner geringen Profildicke und der Lagerung des Ruderschaftes im Bereich der größten Profildicke im oberen Ruderblattabschnitt des Ruderblattes der untere Ruderblattabschnitt ein schmales Profil erhält, so dass trotz der hohen Geschwindigkeiten des auf das Ruderblatt auftreffenden Propellerabstromes ohne zusätzlichen Kräfteaufwand ein Ausbalancieren des Ruderblattes, auch wenn dieses größte Abmessungen aufweist, möglich ist, was nur durch das funktionale Zusammenwirken von twistiertem Ruderblatt mit der Ruderblattlagerung erreichbar ist, was aber nicht erreicht werden kann bei anderen Ruderblattausgestaltungen und Ruderschaftlagerungen.

[0011] Mit der Erfindung wird ein Ruder mit einem twistierten Ruderblatt geschaffen. Dieses Ruder ist die überraschend aufgefundene technische Lösung, um große und größte Vollschweberuderblätter zu bauen. Das tief in den oberen Ruderblattabschnitt des Ruderblattes hineingezogene Kokerrohr mit dem Ruderschaft leitet über das im unteren Bereich des oberen Ruderblattabschnittes integrierte Halslager die Ruderkräfte auf direktem Wege in den Schiffskörper ein. Die Krafteinleitung geschieht als Kragarm, also als reine Biegebeanspruchung, ohne Torsionsmomente. Dadurch kann der Kokerrohrquerschnitt verhältnismäßig dünnwandig ausgeführt werden. Diese Dünnwandigkeit ist sehr wichtig, da der untere Teil des Kokerrohres im Ruderblatt, d. h. im oberen Ruderblattabschnitt, untergebracht ist und somit direkten Einfluss auf die Profildicke des Ruderblattes hat. Nur ein schlankes Ruderprofil, also eine geringe Profildicke, ermöglicht überhaupt den Bau energieeffizienter Ruderblätter, denn je dicker ein Ruderprofil ist, desto mehr Widerstand erzeugt es in der beschleunigten Strömung des Propellerwassers.

[0012] Ein weiterer, wesentlicher Vorteil des Ruders ist der, dass durch diese Art der in das Ruderblatt, d. h. in den oberen Ruderblattabschnitt integrierten Lagerung erst die Bauart des Vollschweberuders oder Spatenruders ermöglicht wird und das noch in nahezu unbegrenzter Größe. Konventionelle Ruder sind Halbschweberuder mit einem Ruderhorn oder Ruderträger. Solche schwierigen mechanischen Konstruktionen lassen sich kaum an der Vorderkante twistieren, da das feststehende Ruderhorn und das darum drehende Ruderblatt nicht so frei formbar sind. Die bei solchen Halbschweberudern auftretenden ruderblattintemen Kräfte und Momente sind ungleich größer als bei Vollschweberudern mit der erfindungsgemäßen Lagerung des Ruderschaftes. Eine nennenswerte Twistierung der dem Propeller zugekehrten Vorderkante des Ruderblattes würde erhebliche konstruktive unwirtschaftliche Maßnahmen bedeuten, nämlich mit entsprechend dickeren Profilen.

[0013] Noch ein Vorteil besteht darin, dass durch die Lagerung des Ruderschaftes erst Vollschweberuder als Bauform möglich werden, was bedeutet, dass keine Spalten mehr zwischen den bisher nötigen Ruderhörnern und deren Ruderblättern existieren. Dadurch wird die Querströmung durch diese Spalte vermieden und die dazu gehörigen schweren Kavitationserosionen ebenfalls.

[0014] Hinzu kommt, dass bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Ruders der bevorzugterweise aus Schmiedestahl bestehende Ruderkoker in das Ruderblatt, d. h. in den oberen Ruderblattabschnitt, hinein verlängert ist, jedoch nur mit einem unteren Halslager. Der Ruderschaft, ebenfalls mit einem Schmiedestück als Nabe, ist nahe dem hydrodynamischen Zentrum mit dem Ruder verbunden, wodurch eine nur geringe Belastung durch Biegemomente erzielt wird. Sich überlagernde Vibrationen können durch diese Ausgestaltung ausgeschlossen werden.

[0015] Durch das schlanke Ruderprofil und somit durch die geringe Profildicke des Ruderblattes ist es möglich, das Ruderblatt ohne besondere Beanspruchung des Lagers für den Ruderschaft, gegenüber dem hohen Druck des mit sehr hoher Geschwindigkeit auf den unteren Ruderblattabschnitt auftreffenden Propellerabstroms auszubalancieren.

[0016] Um die Kavitation am Ruderblatt zu eliminieren, weist dieses das erfindungsgemäße Profil auf, das in eine Ober- und Unterhälfte geteilt ist, deren Nasenleisten bzw. Anströmkanten in bestimmten Winkeln vertwistet sind. Die Propellernachlaufströmung und der Winkel dieser zur Mittschiffslinie gibt vor, um wie viel Grad die Profilvorderkante verdreht ist. Durch diese neue Profilvariante fließt die Propellerwirbelströmung besser am Ruderblatt entlang, und es entstehen keine Druckspitzen auf der Profiloberfläche des Ruderblattes, die die Kavitation begünstigen. Die verbesserte Umströmung des Ruders führt zu erheblichen Kraftstoffeinsparungen und zu einer verbesserten Manövrierbarkeit.

[0017] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0018] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der twistierte Bereich des Ruderblattes geschlossene Übergänge aufweist. Hierzu sind im Übergangsbereich der beiden seitlich versetzten Abschnitte der beiden übereinanderliegend angeordneten Ruderblattabschnitte dem bogenförmigen Verlauf der Nasenleisten entsprechend geformte Strömungskörper bildende, den Versatzbereich abdeckende Leitbleche mit einem strömungsgünstigen, gewölbten und der Außenwand des Ruderblattes angepassten, länglichen oder halbkugelförmigen Profil angeordnet, von denen sich ein Leitblech von der Nasenleiste des oberen Ruderblattabschnittes bis in dessen Seitenwand und das andere Leitblech von der Nasenleiste des unteren Ruderblattabschnittes bis in dessen Seitenwand erstreckt.

[0019] Durch die Anordnung von Leitblechen in den Übergangsbereichen der versetzten Abschnitte der beiden übereinanderliegend angeordneten Ruderblattabschnitte wird ein strömungsgünstiges Profil geschaffen, wodurch gerade in diesen Übergangsbereichen sonst auftretende Kavitationen vermieden werden. Die strömungskörperartig ausgebildeten "Leitbleche" sind dabei derart ausgebildet, dass sie den Übergangsbereich zwischen den beiden Nasenleisten abdecken. Die Leitbleche liegen also im Bereich der Versatzbereiche am Ruderblatt an und decken diese ab, so dass das Wasser anstatt an den Versatzbereichen an den Leitblechen entlangströmt. Dadurch wird die Gefahr einer Strömungsverwirbelung gesenkt. Die Leitbleche bzw. deren Wanderungen bilden somit eine seitliche Überbrückung bzw. Abdeckung des Übergangsbereiches zwischen dem oberen und dem unteren Ruderblattabschnitt. Der Begriff "Abdecken" ist vorliegend derart zu verstehen, dass die Leitbleche der Strömungskörper den Versatzbereich weitestgehend abdeckt.

[0020] Vorteilhaft bei einem derart erfindungsgemäß ausgebildeten Ruder mit einem twistierten Ruderblatt ist, dass durch die nur lokal im Versatzbereich ausgebildeten bzw. angeordneten, die Versatzflächen abdeckenden und sich zu einem Strömungskörper ergänzenden Leitbleche die Gefahr des Abreißens der Strömung vermindert werden kann, wobei die strömungskörperartigen Leitbleche gleichzeitig durch die relativ geringen Abmessungen keinen Einfluss auf das Propulsionsverhalten des Schiffes nimmt. Hierdurch stellt sich ein "propulsionsneutraler Effekt" ein.

[0021] Das Ruder weist ferner einen mit dem Ruderblatt funktional zusammenwirkenden Ruderschaft mit mindestens einem Lager auf,
wobei der Ruderschaft, insbesondere aus Schmiedestahl oder einem anderen geeigneten Material zusammen mit dem diesen aufnehmenden Kokerrohr, insbesondere aus Schmiedestahl oder einem anderen geeigneten Material im Bereich der größten Profildicke PD oder zwischen dieser und den Nasenleisten des oberen Ruderblattabschnittes in diesem angeordnet ist und sich mit seiner endseitigen Befestigungsvorrichtung über die gesamte Höhe des oberen Ruderblattabschnittes erstreckt, und
wobei das tief in den oberen Ruderblattabschnitt hineingezogene Kokerrohr für den Ruderschaft als Kragarm mit einer mittigen Innenlängsbohrung zur Aufnahme des Ruderschaftes versehen ist, und
wobei der Kokerrohrquerschnitt dünnwandig ausgeführt ist und das Kokerrohr bevorzugterweise im Bereich seines freien Endes zur Lagerung des Ruderschaftes innenwandseitig ein Halslager aufweist, und
wobei der Ruderschaft in seinem Endbereich mit einem Abschnitt aus dem Kokerrohr herausgeführt und mit dem Ende dieses Abschnittes mit dem oberen Ruderblattabschnitt verbunden ist.

[0022] Ein weiterer Vorteil des Ruders der Kombination des twistierten Ruderblattes mit der Lagerung des Ruderschaftes ist der Einsatz von höherwertigen Materialien. Nur durch die erfindungsgemäße Lagerung des Ruderschaftes in dem oberen Ruderblattabschnitt kann hochfester Schmiedestahl so eingesetzt werden, dass eine wesentliche Gewichtsreduzierung zustande kommt und auch erreicht wird, d. h. bis zu 50 % des konventionellen Ruders gleicher Leistung.

[0023] So sieht die Erfindung ferner vor, dass zwischen dem oberen Ruderblattabschnitt und dem unteren Ruderblattabschnitt eine Befestigungsplatte angeordnet und mit den Ruderblattabschnitten fest verbunden ist, wobei die Befestigungsplatte symmetrische Querschnittsflächenabschnitte zu beiden Seiten der Längsmittellinie LML und ein Profil sowie Abmessungen aufweist, die die Bodenplatte des oberen Ruderblattabschnittes und die Deckplatte des unteren Ruderblattabschnittes mit ihren Profilen und Abmessungen mit einschließen.

[0024] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Nasenleiste des oberen Ruderblattabschnittes und die Nasenleiste des unteren Ruderblattabschnittes nach Backbord BB und Steuerbord SB gegenüber der Längsmittellinie LML seitlich derart versetzt sind, dass die durch die seitlich versetzten Nasenleistenabschnitte gezogene Mittellinie M2 in einem Winkel α von mindestens 3° bis 10°, jedoch auch höher, bevorzugterweise 8°, zur Längsmittellinie LML der Querschnittsfläche eines Spants verlaufend ist.

[0025] Des Weiteren ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung vorgesehen, die darin besteht, dass die backbordseitig BB und steuerbordseitig SB liegenden flach gewölbten, bogenförmigen Seitenwandabschnitte der oberen und unteren Ruderblattabschnitte eine kürzere Länge L4 gegenüber der Länge der steuerbordseitig SB und backbordseitig BB liegenden stark gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte der oberen und unteren Ruderblattabschnitte aufweisen.

[0026] Die Erfindung sieht darüber hinaus auch noch vor, dass die Bogenlänge BL1 der stark gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes weitaus größer ist als die Bogenlänge BL der flach gewölbten, bogenförmigen Seitenwandabschnitte des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes, so dass die Übergangsbereiche ÜB1 der stark gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes zu den geradlinig zu der Endleiste verlaufenden Seitenwandabschnitten und die Übergangsbereiche ÜB der flach gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes zu den geradlinig zu der Endleiste verlaufenden Seitenwandabschnitten in Richtung zur Endleiste versetzt sind.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

[0027] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht des Ruders mit einem twistierten Vollschweberuderblatt mit einem oberen und einem unteren Ruderblattabschnitt und einem im oberen Ruderblattabschnitt gelagerten Ruderschaft,

Fig. 2

eine schaubildliche Ansicht des twistierten Ruderblattes des Ruders,

Fig. 3

eine schaubildliche Skelettdarstellung des twistierten Ruderblattes mit entfernter Außenhaut und mit einer Anzahl von plattenförmigen Spanten in den beiden Ruderblattabschnitten,

Fig. 4, 4A, 4B, 4C

vier plattenförmige Spanten des oberen Ruderblattabschnittes des Ruderblattes gemäß Fig. 3,

Fig. 4D

eine vergrößerte Darstellung eines plattenförmigen Spants des unteren Ruderblattabschnittes des Ruderblattes gemäß Fig. 3,

Fig. 4E

einen plattenförmigen Spant des unteren Ruderblattabschnittes des Ruderblattes gemäß Fig. 3,

Fig. 5

eine vergrößerte Wiedergabe des plattenförmigen Spants gemäß Fig. 4,

Fig. 6

eine vergrößerte Wiedergabe des plattenförmigen Spants gemäß Fig. 4 mit Angaben zu den Abständen der Seitenkantenbereiche zur Längsmittellinie des Spants,

Fig. 7

eine Skelettdarstellung einer weiteren Ausführungsform des twistierten Vollschweberuderblattes mit mehreren im oberen Ruderblattabschnitt und im unteren Ruderblattabschnitt angeordneten plattenförmigen Spanten,

Fig. 8, 8A, 8B, 8C

vergrößerte Ansichten von oben auf vier plattenförmige Spanten des oberen Ruderblattabschnittes des Ruderblattes gemäß Fig. 7 mit Durchbrechungen für die Aufnahme des Kokerrohres für den Ruderschaft,

Fig. 8D, 8E, 8F

vergrößerte Ansichten von oben auf drei plattenförmige Spanten des unteren Ruderblattabschnittes des Ruderblattes gemäß Fig. 7,

Fig. 9

eine vergrößerte Ansicht von oben auf die Deckplatte des oberen Ruderblattabschnittes des Ruderblattes gemäß Fig. 7 mit der Durchbrechung für die Aufnahme des Kokerrohres für den Ruderschaft,

Fig. 10

eine vergrößerte Ansicht von unten auf das twistierte Ruderblatt des Ruders gemäß Fig. 7,

Fig. 11

eine vergrößerte Ansicht von oben auf eine zwischen dem oberen Ruderblattabschnitt und dem unteren Ruderblattabschnitt des Ruders gemäß Fig. 7 angeordnete Befestigungsplatte mit einem Profil und mit Abmessungen, die die Profile und Abmessungen der Bodenplatte des oberen Ruderblattabschnittes und der Deckplatte des unteren Ruderblattabschnittes mit einschließen,

Fig. 12

eine Vorderansicht des twistierten Ruderblattes,

Fig. 13

eine Seitenansicht des Ruderblattes mit propellerseitig schräg verlaufenden Ruderblattkanten,

Fig. 14

eine Ansicht von oben auf das Querschnittsprofil eines Spants des oberen Ruderblattes einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 15

einen senkrechten Schnitt der die Ruderschaftlagerung mit dem im oberen Ruderblattabschnitt angeordneten Kokerrohr für den Ruderschaft,

Fig. 16

eine schaubildliche Ansicht von unten auf das twistierte Ruderblatt mit strömungskörperartigen Leitblechen im Versetzungsbereich der beiden Ruderblattabschnitte des Ruders,

Fig. 17

eine Seitenansicht des Ruders gemäß Fig. 16,

Fig. 18

eine Rückansicht des Ruders gemäß Fig. 16,

Fig. 19

eine schaubildliche Vorderansicht des Ruders gemäß Fig. 16,

Fig. 20

eine schaubildliche Seitenansicht des Ruders gemäß Fig. 16,

Fig. 21

eine schaubildliche, vorderseitige Ansicht des Ruders gemäß Fig. 16,

Fig. 22

eine Ansicht des Ruders gemäß Fig. 16 von vom auf die Nasenleisten des Ruderblattes mit s-förmig angeordneten Leitblechen,

Fig. 23

eine Ansicht von unten auf das Ruder gemäß Fig. 16 und

Fig. 24

eine schaubildliche Ansicht von unten auf das twistierte Ruderblatt mit sich zu einem halbkugelförmigen Strömungskörper ergänzenden Leitblechen im Versetzungsbereich der beiden Ruderblattabschnitte des Ruders.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

[0028] Das erfindungsgemäße Ruder 200 für Schiffe besteht aus zwei funktionell zusammenwirkenden Bauteilen, nämlich aus einem bevorzugterweise Vollschweberuder mit einem twistierten Ruderblatt 100 und einem in dessen oberen Bereich gelagerten Ruderschaft 140 (Fig. 1, 2, 3, 7 und 14).

[0029] Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ruder 200 ist mit 110 ein Schiffskörper, mit 120 ein Kokerrohr zur Aufnahme des Ruderschaftes 140 und mit 100 das Ruderblatt bezeichnet. Dem Ruderblatt 100 ist ein Propeller 115 zugeordnet. Die Propellerachse ist mit PA bezeichnet.

[0030] Das Ruderblatt 100 gemäß Fig. 1, 2, 3 und 7 besteht aus zwei übereinanderliegend angeordneten Ruderblattabschnitten 10, 20, deren dem Propeller 115 zugekehrten Nasenleisten 11, 21 derart versetzt sind, dass die Nasenleiste 11 des oberen Ruderblattabschnittes 10 nach Backbord BB und die Nasenleiste 21 des unteren Ruderblattabschnittes 20 nach Steuerbord SB seitlich zur Längsmittellinie LML des Ruderblattes 100 versetzt sind (Fig. 4, 4A, 4B, 4C; 4D, 4E und 13). Die seitliche Versetzung der Nasenleisten 11, 21 kann auch so erreicht werden, dass die Nasenleiste 11 des oberen Ruderblattabschnittes 10 nach Steuerbord SB und die Nasenleiste 21 des unteren Ruderblattabschnittes 20 nach Backbord BB versetzt sind. Die beiden Seitenwandflächen 12, 13 des oberen Ruderblattabschnittes 10 und die Seitenwandflächen 21, 23 des unteren Ruderblattabschnittes 20 verlaufen von den Nasenleisten 11, 21 bogenförmig in Richtung zu einer dem Propeller 115 abgekehrten Endleiste 15 unter Zwischenschaltung von geradlinig verlaufenden Seitenwandabschnitten 16, 17 und 26, 27, die in die Endleiste 15 münden. Die beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 haben eine Endleiste 15 gemeinsam, wohingegen jeder Ruderblattabschnitt 10, 20 eine Nasenleiste 11 und 21 aufweist, durch deren seitliche Versetzungen die Twistierung erreicht wird.

[0031] Das Ruder 200 umfasst bevorzugterweise ein Vollschweberuder, wobei jedoch auch anders ausgebildete Ruder zum Einsatz kommen können, soweit diese für eine Ausstattung mit einem twistierten Ruderblatt geeignet sind und die Vorteile der erfindungsgemäßen Ruderblattausgestaltung erreicht werden. Die beiden übereinanderliegend angeordneten Ruderblattabschnitte 10, 20 weisen gleiche oder ungleiche Höhen auf. Bevorzugterweise weist der untere Ruderblattabschnitt 20 gegenüber der Höhe des oberen Ruderblattabschnittes eine geringe Höhe auf, wobei die Höhe des oberen Ruderblattabschnittes 10 mindestens dem 1 ½-Fachen der Höhe des unteren Ruderblattabschnittes 20 entspricht. Die Nasenleisten 11, 21 der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 sind halbkreisbogenförmig ausgebildet.

[0032] Das Ruderblatt 100 weist konisch sich nach unten verjüngende bzw. verlaufende Nasenleisten 11, 21 auf, wohingegen die von den beiden Ruderblattabschnitten 10, 20 gebildete Endleiste 15 geradlinig und parallel zum Ruderschaft 140 verlaufend ist (Fig. 1, 2 und 3). Der konische Verlauf der Nasenleisten 11, 21 der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 ist dabei derart, dass die Größe der Querschnittsflächen 30 der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 bei gleicher Profilausgestaltung des oberen Ruderblattabschnittes 10 und bei gleicher Profilausgestaltung des unteren Ruderblattabschnittes 20 vom oberen Bereich OB zum unteren Bereich UB des Ruderblattes 100 abnimmt, so dass durch die Verringerung der Querschnittsflächen 30 ein sich nach unten erstreckendes schlankes Profil mit einer geringen Profildicke im unteren Bereich, die insbesondere durch den Verlauf der Seitenwandflächen 12, 13 und 22, 23 der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 erhalten wird. Die geringe Profildicke des Ruderblattes 100 ist mit ein wesentliches Merkmal der Erfindung.

[0033] Wie Fig. 13 zeigt, ist die dem Propeller 115 zugekehrte Kante bzw. Nasenleiste 11, 21 des Ruderblattes 100 der dem Propeller abgekehrten Kante bzw. Endleiste 15 in einem Winkel β von mindestens 5°, bevorzugterweise 10°, schräg verlaufend.

[0034] Die Längen L, L1 der Querschnittsflächenabschnitte 31, 32 der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 zu beiden Seiten der größten Profildicke PD sind unterschiedlich gestaltet. Die Querschnittsflächenabschnitte 31 des oberen Ruderblattabschnittes 20 und des unteren Ruderblattabschnittes 20 im Bereich zwischen der Endleiste 15 und der größten Profildicke PD des Ruderblattes 100 weisen gegenüber der Länge L1 der Querschnittsflächenabschnitte 32 des oberen Ruderblattabschnittes 10 und des unteren Ruderblattabschnittes 20 zwischen der größten Profildicke PD des Ruderblattes 100 und den Nasenleisten 11, 21 eine größere Länge L auf. Das Längenverhältnis beträgt dabei bevorzugterweise das 1 ½-Fache der Länge L gegenüber der Länge L1 (Fig. 5).

[0035] Die Ausgestaltung des Ruderblattes ist derart, dass der oberen Ruderblattabschnitt 10 backbordseitig BB und der untere Ruderblattabschnitt 20 steuerbordseitig SB je einen flach bogenförmig verlaufenden und sich von den Nasenleisten 11, 21 in Richtung zu der Endleiste 15 erstreckenden Seitenwandabschnitte 18, 28 mit einer Länge L2 aufweisen, die der Länge L'2 des Seitenwandabschnittes 18 von den Nasenleisten 11, 21 bis zur größten Profildicke PD zuzüglich einer Länge L"2 entspricht, die mindestens ⅓ der Länge L'2 entspricht, wobei sich an den flach bogenförmig verlaufenden Seitenwandabschnitt 28 der geradlinig verlaufende Seitenwandabschnitt 16 anschließt, der in die Endleiste 15 ausläuft (Fig. 5).

[0036] Des Weiteren weisen der obere Ruderblattabschnitt 10 steuerbordseitig SB und der untere Ruderblattabschnitt 20 backbordseitig BB je einen stark gewölbt, bogenförmig verlaufenden und sich von den Nasenleisten 11, 21 in Richtung zu der Endleiste 15 erstreckende Seitenwandabschnitte 19, 29 mit einer Länge L3 auf, die der Länge L'3 des Seitenwandabschnittes 19 von den Nasenleisten 11, 21 bis zur größten Profildicke PD zuzüglich einer Länge L"3 entspricht, die mindestens ⅓ der Länge L'3 entspricht. An den sich an den stark gewölbt verlaufenden bogenförmigen Seitenwandabschnitt 19, 29 schließt sich der geradlinig verlaufende Seitenwandabschnitt 17, 27 an, der in die Endleiste 15 ausläuft (Fig. 5, 4D).

[0037] Aufgrund dieser Ausgestaltung der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 weisen die beidseitigen Seitenwandabschnitte von den Nasenleisten 11, 21 und von der Endleiste 15 in Richtung zur größten Profildicke PD ansteigende Verläufe auf.

[0038] Die Nasenleiste 11 des oberen Ruderblattabschnittes 10 und die Nasenleiste 21 des unteren Ruderblattabschnittes 20 nach Backbord BB und Steuerbord SB sind gegenüber der Längsmittellinie LML seitlich derart versetzt, dass die durch die seitlich versetzten Nasenleistenabschnitte gezogene Mittellinie M2 in einem Winkel α von mindestens 3° bis 10°, jedoch auch höher, bevorzugterweise 8°, zur Längsmittellinie LML der Querschnittsfläche eines Spants verlaufend ist.

[0039] Das Ruder 200 umfasst ferner einen mit dem Ruderblatt 100 funktional zusammenwirkenden Ruderschaft 140, insbesondere aus Schmiedestahl oder einem anderen geeigneten Material, der in einem Kokerrohr 120, insbesondere aus Schmiedestahl oder einem anderen geeigneten Material vermittels mindestens einem Lager 150 gelagert ist. Der Ruderschaft 140 ist im Bereich der größten Profildicke PD des oberen Ruderblattabschnittes 10 und nur in diesem angeordnet (Fig. 1, 2, 3 und 15), d. h. im Schnittpunkt der die größte Profildicke PD darstellende Linie und der Längsmittellinie LML (Fig. 5). Der Ruderschaft 140 erstreckt sich mitsamt seiner Befestigungsvorrichtung 145 über die gesamte Höhe des oberen Ruderblattabschnittes 10 des Ruderblattes 100. Das Kokerrohr 120 mit dem Ruderschaft 140 kann auch aus Konstruktionsgründen in dem oberen Ruderblattabschnitt 10 zwischen der größten Profildicke PD und den Nasenleisten 11, 21 angeordnet sein.

[0040] Das tief in den oberen Ruderblattabschnitt 10 hineingezogene Kokerrohr 120 ist als Kragarm mit einer Innenbohrung 125 zur Aufnahme des Ruderschaftes 140 versehen (Fig. 14). Die Anordnung des Kokerrohres 120 erfolgt durch Einschieben des Kokerrohres in entsprechend dem Außendurchmesser des Kokerrohres bemessene Durchbrechungen 105 in den Spanten 40 des oberen Ruderblattabschnittes 10 (Fig. 3, 8, 8A, 8B, 8C).

[0041] Das Kokerrohr 120 ist als Kragträger mit einer mittigen Innenlängsbohrung 125 zur Aufnahme des Ruderschaftes 140 für das Ruderblatt 100 versehen. Außerdem ist das Kokerrohr 120 bis an das mit dem Ruderschaftende verbundene Ruderblatt 100 nur bis in den oberen Ruderblattabschnitt 10 hineinreichend ausgebildet. In seiner Innenbohrung 125 weist das Kokerrohr 120 das Lager 150 zur Lagerung des Ruderschaftes 140 auf, wobei bevorzugterweise dieses Lager 150 im unteren Endbereich 120b des Kokerrohres 120 angeordnet ist. Der Ruderschaft 140 ist mit seinem Ende 140b mit einem Abschnitt 145 aus dem Kokerrohr 120 herausgeführt. Das freie untere Ende dieses verlängerten Abschnittes 145 des Ruderschaftes 140 ist mit dem oberen Ruderblattabschnitt 10 bei 170 fest verbunden, wobei jedoch auch hier eine Verbindung vorgesehen ist, die ein Lösen des Ruderblattes 100 von dem Ruderschaft 140 ermöglicht, wenn z. B. die Propellerwelle ausgetauscht werden soll. Die Verbindung des Ruderschaftes 140 im Bereich 170 mit dem twistierten Ruderblatt 100 liegt dabei oberhalb der Propellerachse PA, so dass für den Ausbau der Propellerwelle lediglich das Ruderblatt 100 von dem Ruderschaft 140 abgenommen werden muss, so dass ein Herausziehen des Ruderschaftes 140 aus dem Kokerrohr 120 für einen Propellerachsenaustausch nicht erforderlich ist, da sowohl das freie untere Ende 120b des Kokerrohres als auch das freie untere Ende des Ruderschaftes 140 oberhalb der Propellerwellenmitte liegen. Bei der in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform ist nur ein einziges Innenlager 150 für die Lagerung des Ruderschaftes 140 in dem Kokerrohr 120 vorgesehen; ein weiteres Lager für das Ruderblatt 100 an der Außenwand des Kokerrohres 120 kann dabei entfallen.

[0042] Zur Aufnahme des freien unteren Endes 120b des Kokerrohres 120 ist das Ruderblatt 100 mit einer bei 160 angedeuteten Einziehung bzw. Ausnehmung versehen.

[0043] Der Querschnitt des Kokerrohres 120 ist dünnwandig ausgeführt, das im Bereich seines freien Endes zur Lagerung des Ruderschaftes 140 innenwandseitig mindestens ein Halslager 130 aufweist. Auch an anderen Stellen des Kokerrohres 120 können zusätzliche Lager für den Ruderschaft vorgesehen sein. Der Ruderschaft 140 ist in seinem Endbereich 140b mit einem Abschnitt 140a aus dem Kokerrohr 120 herausgeführt und mit dem Ende dieses Abschnittes 140a mit dem oberen Ruderblattabschnitt 10 verbunden (Fig. 14).

[0044] Nach Fig. 3 und 7 bestehen der obere Ruderblattabschnitt 10 und der untere Ruderblattabschnitt 20 aus einer die Seitenwände bildenden Ruderbeplattung und aus waagerechten Stegblechen bzw. Spanten 40, 50 und aus senkrechten Stegblechen bzw. Spanten, die die innere Aussteifung der beiden Ruderblätter bilden. Die Stegbleche sind mit Erleichterungs- und Wasserlauflöchem versehen.

[0045] Wie die Fig. 3, 4, 4A, 4B, 4C und 8, 8A, 8B, 8C zeigen, weisen alle Spanten 40 des oberen Ruderblattabschnittes 10 des Ruderblattes 100 gleiche Formgebung, gleiche Seitenwandführung und übereinstimmende Nasenleisten 11 und Endleisten 15 auf, wobei die Länge der Spanten von dem jeweils obersten Spant zum untersten Spant und somit auch die Größe der Querschnittsflächen der Spanten von oben nach unten abnimmt, so dass die Nasenleisten 11 zum Boden des Ruderblattes 100 schräg verlaufend sind (Fig. 1).

[0046] Alle Spanten 50 des unteren Ruderblattabschnittes 20 weisen gleiche Formgebung, gleiche Seitenwandführung und übereinstimmende Nasenleisten 21 und Endleisten 15 auf, wobei die Länge der Spanten 50 von dem jeweils obersten Spant zum untersten Spant und somit auch die Größe der Querschnittsflächen der Spanten von oben nach unten abnimmt, so dass die Nasenleisten 11 zum Boden des unteren Ruderblattabschnittes 20 schräg verlaufend sind.

[0047] Aufgrund dieser Ausgestaltung verlaufen die Nasenleisten 11, 21 des oberen Ruderblattabschnittes 10 und des unteren Ruderblattabschnittes 20 schräg nach unten, wohingegen die Endleisten 15 geradlinig und parallel zur Längsachse des Ruderschaftes 140 verlaufen, wie in Fig. 1 gezeigt.

[0048] Die beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 können direkt miteinander verbunden sein. Bei den Fig. 7 und 11 sind die beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 über eine Befestigungsplatte 45 miteinander verbunden. Diese Befestigungsplatte 45 weist symmetrische Querschnittsflächenabschnitte 46, 47 zu beiden Seiten der Längsmittellinie LML und ein Flächenprofil sowie Abmessungen auf, die die Bodenplatte 42 des oberen Ruderblattabschnittes 10 und die Deckplatte 41 des unteren Ruderblattabschnittes 20 mit ihren Profilen und Abmessungen mit einschließt, so dass beim Aufeinandersetzen des oberen Ruderblattprofils 10 auf die Befestigungsplatte 45 und beim Ansetzen des unteren Ruderblattabschnittes 20 von unten an die Befestigungsplatte 45 diese mit einem ganz geringen Randbereich seitlich aus den aneinandergesetzten Ruderblattabschnitten 10, 20 herausragt (Fig. 10 und 11). Die Befestigungsplatte 45 weist eine auf der Längsmittellinie LML liegende dem Propeller zugekehrte, halbkreisförmige Kantenabrundung 11' sowie eine dem Propeller abgekehrte Kante 15', die in die Endleisten 15 der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 übergeht. Die Seitenwandflächen 45a, 45b der Befestigungsplatte 45 weisen übereinstimmende Bogenverläufe auf.

[0049] Wie Fig. 3 und 10 zeigen, schließt sich im unteren Bereich an die Befestigungsplatte 45 der untere Ruderblattabschnitt 20 an, dessen Spanten 50 eine Querschnittsflächenausgestaltung und Formgebung aufweisen, die denen der Spanten 40 entsprechen, jedoch bei um 90° um seine Längsmittellinie LML gedrehten Spant 40 (Fig. 4D, 4E, 8D, 8E, 8F).

[0050] Nach den Fig. 7, 8, 8A, 8B und 8C sind die Spanten 40 der Sektionen A, B, C und D vom Profil her gleich, jedoch nimmt die Querschnittsfläche der einzelnen Spanten 40 von oben nach unten ab, so dass die Nasenleiste 11 schräg verlaufend ist. An die Sektion C schließt sich die Sektion D mit der Befestigungsplatte 45 an. Die Spanten 50 der Sektionen E, F und G des unteren Ruderblattabschnittes 20 weisen mit den Profilen der Spanten 40 gleiche Profile auf, jedoch liegen die Seitenwände mit den stark gewölbt bogenförmigen Seitenwandabschnitten 29 der Spanten 50 backbordseitig BB (Fig. 8D, 8E und 8F), wohingegen bei dem Ausführungsbeispiel Fig. 7 die Seitenwände der Spanten 40 mit den stark gewölbt bogenförmigen Seitenwandabschnitten 19 steuerbordseitig SB liegen (Fig. 8, 8A, 8B und 8C). Die Querschnittsflächen der Spanten 50 des unteren Ruderblattabschnittes 20 nehmen in Bezug auf ihre Länge von oben nach unten ab, so dass die Nasenleiste 21 des unteren Ruderblattabschnittes 20 ebenfalls schräg verlaufend ist (Fig. 7).

[0051] In Fig. 9 ist die obere Deckplatte 43 des oberen Ruderblattabschnittes 10 dargestellt, die mit der Durchbrechung 105 für die Einführung des Kokerrohres 120 versehen ist. Fig. 10 zeigt eine Ansicht von unten auf das Ruderblatt 100 mit seinen beiden Ruderblattabschnitten 10, 20 und den Spanten 40 und 50.

[0052] Der Durchmesser der Durchbrechung 105 bzw. Bohrung in dem oberen Ruderblattabschnitt 10 zur Aufnahme des Kokerrohres 120 für den Ruderschaft 140 ist etwas kleiner als die größte Profildicke PD des Ruderblattabschnittes 10. Aufgrund dieser Ausgestaltung wird ein sehr schlankes Ruderblattprofil geschaffen.

[0053] Die Ausgestaltung und das Querschnittsprofil des Ruderblattes 100 mit seinen beiden Ruderblattabschnitten 10, 20 sind derart, dass die flach gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte 18, 28 der oberen und unteren Ruderblattabschnitte 10, 20 eine kürze Länge L2, L'2 gegenüber der Länge L3 der stark gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte 19, 29 der oberen und unteren Ruderblattabschnitte 10, 20 aufweisen (Fig. 5 und 6). Der Abstand α von dem Seitenwandabschnitt 18 des oberen Ruderblattabschnittes 10 zur Längsmittellinie LML und der Abstand α1 von dem Seitenwandabschnitt 19 sind gleich. Bis zur Endleiste 15 sind die Abstände α, α1 immer gleich groß, sie nehmen jedoch in Bezug in Richtung zur Endleiste 15 ab. In Richtung zur Nasenleiste 11 ergeben sich folgende Abstandsverhältnisse:

[0054] Danach folgt die größte Profildicke PD. In Richtung zur Nasenleiste ergeben sich dann folgende Abstandsverhältnisse:












wobei das Verhältnis der Abstände α16 zu α17 etwa 2:1 ist. Fig. 6 lässt eindeutig erkennen, in welchem Verhältnis die Abstände zueinander stehen, d. h. dass die Abstände α9, α11, α13, α15, α17, α19 zu ihren gegenüberliegenden Abständen α8, α10, α12, α14, α16, α18 wesentlich in Richtung zur Nasenleiste 11 abnehmen. Dieses Querschnittsprofil mit den aufgezeigten Abständen erstreckt sich durch alle Querschnitte des oberen Ruderblattabschnittes 10 und durch alle Querschnitte des unteren Ruderblattes, da alle Querschnittsflächen des oberen Ruderblattabschnittes 10 gleiche Formgebungen haben, was auch für die Querschnittsfläche des unteren Ruderblattabschnittes 20 zutrifft, und zwar unter Berücksichtigung des Sachverhaltes, dass sich die Querschnittsfläche bzw. Spanten des Ruderblattes 100 von oben nach unten in Bezug auf ihre Längen und in Bezug auf ihre den Nasenleisten zugekehrten Bereiche verjüngen (Fig. 10).

[0055] Die Bogenlänge BL1 der stark gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte 19, 29 des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes 10, 20 ist nach einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 14 größer als die Bogenlänge BL der flach gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte 18, 28 des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes 10, 20, so dass die Übergangsbereiche ÜB1 der stark gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte 19, 29 des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes 10, 20 zu den geradlinig zu der Endleiste 15 verlaufenden Seitenwandabschnitten 17, 27 und die Übergangsbereiche ÜB der flach bogenförmigen Seitenwandabschnitte 18, 28 der oberen und der unteren Ruderblattabschnitte 10, 20 zu den geradlinig zu der Endleiste 15 verlaufenden Seitenwandabschnitten 16, 26 in Richtung zur Endleiste 15 derart versetzt sind, dass der Übergangsbereich ÜB1 gegenüber dem Übergangsbereich ÜB der Endleiste zugekehrt ist. Dabei sind die Längen der Seitenwandabschnitte 18, 19 und 28, 29 wie folgt:






(Fig. 14).

[0056] Die Schenkel der geradlinigen Seitenwandabschnitte 16, 17, 26, 27 des oberen Ruderblattabschnittes 10 und des unteren Ruderblattabschnittes 20, die zur Endleiste 15 zusammenlaufen, weisen bevorzugterweise gleiche Längen auf, jedoch auch eine ungleiche Längenausgestaltung ist möglich.

[0057] Die Erfindung umfasst auch Ruder, bei denen das twistierte Ruderblatt 100 mit einer sich über die beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 erstreckenden Flosse versehen ist.

[0058] Wie die Fig. 16 bis 23 zeigen, sind im Übergangsbereich der beiden seitlich versetzten Abschnitte A1, A2 der beiden übereinanderliegend angeordneten Ruderblattabschnitte 10, 20 und zwar dem bogenförmigen Verlauf der Nasenleisten 11, 21 entsprechend geformte Leitbleche 200, 201 (Deflektoren) mit einem strömungsgünstigen, gewölbten, länglichen oder halbkugelförmigen Profil angeordnet, von denen sich ein Leitblech 200 von der Nasenleiste 11 des oberen Ruderblattabschnittes 10 bis in dessen Seitenwand und das andere Leitblech 201 von der Nasenleiste 21 des unteren Ruderblattabschnittes 20 bis in dessen Seitenwand erstreckt und die mit ihren einander zugekehrten liegenden Kanten (200d, 201d) mit einander verbunden sind.

[0059] Die beiden Leitbleche 200, 201 ergänzen sich zu einem Strömungskörper, der den Übergangsbereich zwischen den Versetzungsbereichen der beiden Ruderblattabschnitten 10, 20 abdeckt. Sowohl der obere Ruderblattabschnitt 10 als auch er untere Ruderblattabschnitt 20 weisen je ein streifenförmiges und leicht gewölbtes, der Außenwandform des Ruderblattes angepasstes Leitblech 200 bzw. 201 auf, wobei jedes der beiden Leitbleche mit einem den Nasenleisten 11, 21 bzw. dem Propeller 115 zugekehrten Abschnitt 200b bzw. 201 b im Bereich der Nasenleisten liegt und Bestandteil, d. h. integrierter Bestandteil der Nasenleiste ist. Des Weiteren ist jedes Leitblech 200 bzw. 201 mit einem rückwärtigen streifenförmigen Abschnitt 200c bzw. 201c versehen, der an der Seitenwand des Ruders anliegt bzw. in diese integriert ist (Fig. 17, 18, 19 und 20). Die Abschnitte 200b bzw. 201 b der beiden Leitbleche 200, 201 liegen im Bereich der Nasenleisten 11, 21 und weisen in etwa eine kappenförmige Ausgestaltung 200a, 201a auf, die bei Blickrichtung von vorn auf die Nasenleisten 11, 21 eine etwa halbkreisförmige Formgebung aufweisen (Fig. 16 und 22), wobei diese kappenförmigen Abschnitte 200b, 201 b wie die Nasenleisten 11, 21 nach Backbord BB und Steuerbord SB versetzt sind (Fig.22).

[0060] Die beiden kappenförmigen Abschnitte 200b, 201 b bilden zusammen zwei Kegelhälften 200'b, 201'b, die mit ihren Basisseiten aneinander stehen (Fig. 16, 17, 20). Somit weist die backbordseitige Seitenwand des oberen Ruderblattabschnittes 10, das Leitblech 200 und die steuerbordseitig liegende Seitenband des unteren Ruderblattabschnittes 20 das Leitblech 2001 auf, wobei die Leitbleche 200, 201 so angeordnet sind, dass ihre streifenförmigen und wulstartig ausgebildeten Abschnitte 200c, 201c in den Seitenwänden des Ruderblattes liegen, während ihre dem Propeller 115 zugekehrten Abschnitte 200b, 201 b im Bereich der Nasenleisten 11, 21 liegen.

[0061] Die im Bereich der beiden Nasenleisten 11, 21 liegenden Abschnitte 200b, 201 b sind mit ihren einander zugekehrten Kanten 200d, 201 d miteinander und mit den Nasenleisten 11, 21 verschweißt (Fig. 22).

[0062] Bei der Ausführungsform nach Fig. 24 ist im Versetzungsbereich der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 ein strömungskörperartiges Leitblech 210 vorgesehen, das halbkugelförmig ausgebildet ist.

[0063] Das erfindungsgemäße Ruder ist durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale, durch die in der Beschreibung dargelegten Ausführungsformen und durch die in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele gekennzeichnet. Die im Versetzungsbereich der beiden Ruderblattabschnitte 10, 20 angeordneten Leitbleche 200, 201 sowie 210 weisen die in der Beschreibung beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausgestaltungen auf und sind ebenfalls wie die Ruderblattausgestaltung Gegenstand der Erfindung.

Ansprüche

1. Ruder für Schiffe mit höheren Geschwindigkeiten mit einem kavitationsreduzierenden, twistierten, insbesondere Vollschweberuder, umfassend ein Ruderblatt (100) mit einem dem Ruderblatt zugeordneten, auf einer antreibbaren Propellerachse (PA) angeordneten Propeller (115) und einen mit dem Ruderblatt (100) verbundenen Ruderschaft (140), wobei
das Ruder (200)

a.) aus einem ein schlankes Profil mit einer geringen Profildicke aufweisenden bevorzugterweise Vollschweberuderblatt (100) aus zwei übereinanderliegend angeordneten Ruderblattabschnitten (10, 20) mit gleichen oder ungleichen Höhen, bevorzugterweise mit einem eine gegenüber der Höhe des oberen Ruderblattabschnittes (10) eine geringere Höhe aufweisenden unteren Ruderblattabschnitt (20) und mit dem Propeller (115) zugekehrten, ein etwa halbkreisförmiges Profil aufweisenden Nasenleisten (11, 21) besteht, die derart positioniert sind, dass die eine Nasenleiste (11) nach Backbord (BB) oder Steuerbord (SB) und die andere Nasenleiste (21) nach Steuerbord (SB) oder Backbord (BB) seitlich zur Längsmittellinie (LML) des Ruderblattes (100) versetzt sind, wobei die Seitenwandflächen (12, 13; 22, 23) der beiden Ruderblattabschnitte (10, 20) in eine dem Propeller (115) abgewandte Endleiste (15) zusammenlaufen,

a1.) wobei die beiden Nasenleisten (11, 21) und die Endleiste (15) unter Verringerung der Querschnittsflächen (30) vom oberen Bereich (OB) zum unteren Bereich (UB) des Ruderblattes (100) konisch sich nach unten verjüngend verlaufen,

a2.) oder die Endleiste (15) geradlinig und parallel zum Ruderschaft (140) verläuft und die beiden Nasenleisten (11, 21) unter Verringerung der Größe der Querschnittsflächen (30) vom oberen Bereich (OB) zum unteren Bereich (UB) konisch sich nach unten verjüngend verlaufen,

a3.) wobei die Querschnittsflächenabschnitte (31) des oberen Ruderblattabschnittes (10) und des unteren Ruderblattabschnittes (20) im Bereich zwischen der Endleiste (15) und der größten Profildicke (PD) des Ruderblattes (100) eine Länge (L) aufweisen, die mindestens dem 1 ½-Fachen der Länge (L1) der Querschnittsflächenabschnitte (32) des oberen Ruderblattabschnittes (10) und des unteren Ruderblattabschnittes (20) zwischen der größten Profildicke (PD) des Ruderblattes (100) und den Nasenleisten (11, 21) entsprechen,

a4.) wobei der obere Ruderblattabschnitt (10) backbordseitig (BB) und der untere Ruderblattabschnitt (20) steuerbordseitig (SB) je einen flach bogenförmig verlaufenden und sich von den Nasenleisten (11, 21) in Richtung zu der Endleiste (15) erstreckenden Seitenwandabschnitt (18, 28) mit einer Länge (L2) erstreckt, die sich über die Länge (L'2) der Seitenwandabschnitte (18) von den Nasenleisten (11, 21) bis zur größten Profildicke (PD) zuzüglich einer Länge (L"2) erstreckt, die mindestens ⅓ der Länge (L'2) entspricht, wobei sich an den flach bogenförmig verlaufenden Seitenwandabschnitt (18, 28) der geradlinig verlaufende Seitenwandabschnitt (16, 26) anschließt, der in die Endleiste (15) ausläuft,

a5.) wobei der obere Ruderblattabschnitt (10) steuerbordseitig (SB) und der untere Ruderblattabschnitt (20) backbordseitig (BB) je einen stark gewölbt, bogenförmig verlaufenden und sich von den Nasenleisten (11, 21) in Richtung zu der Endleiste (15) erstreckenden Seitenwandabschnitt (19, 29) mit einer Länge (L3) aufweisen, die sich über die Länge (L'3) der Seitenwandabschnitte (19) von den Nasenleiste (11, 21) bis zur größten Profildicke (PD) zuzüglich einer Länge (L"3) erstreckt, die mindestens ⅓ der Länge (L'3) entspricht, wobei sich an den stark gewölbt verlaufenden bogenförmigen Seitenwandabschnitt (19, 29) der geradlinig verlaufende Seitenwandabschnitt (17, 27) anschließt, der in die Endleiste (15) ausläuft,

a6.) wobei die beiden geradlinig verlaufenden Seitenwandabschnitte (16; 17; 26, 27) paarweise gleiche Längen aufweisen und die zwischen den beiden Seitenwandabschnitten (16, 17; 26, 27) liegenden Querschnittsflächenabschnitte gleich groß und symmetrisch ausgebildet sind,

a7.) wobei der Abstand zwischen dem flach bogenförmig verlaufenden Seitenwandabschnitt (18; 28) zur Längsmittellinie (LML) gegenüber dem Abstand zwischen dem stark bogenförmig verlaufenden Seitenwandabschnitt (19; 29) zur Längsmittellinie (LML) größer ist und die zwischen den beiden flach bogenförmig verlaufenden Seitenwandabschnitten (18; 28) zu beiden Seiten der Längsmittellinie (LML) liegenden Querschnittsflächenabschnitte asymmetrisch ausgebildet sind,

a8.) der Ruderschaft im Bereich der größten Profildicke im oberen Ruderblattabschnitt des Ruderblattes oder zwischen der größten Profildicke und der Nasenleiste des oberen Ruderblattabschnittes in diesem angeordnet ist, und sich mit seiner endseitigen Befestigungsvorrichtung über die gesamte Höhe des oberen Ruderblattabschnittes erstreckt, so dass der untere Ruderblattabschnitt ein schmales Profil aufweist.

2. Ruder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der twistierte Bereich des Ruderblattes (100) geschlossene Übergänge aufweist.

3. Ruder nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Übergangsbereich der beiden seitlich versetzten Abschnitte der beiden übereinanderliegend angeordneten Ruderblattabschnitte (10, 20) dem bogenförmigen Verlauf der Nasenleisten (11, 21) entsprechend geformte Strömungskörper bildende, den Versatzbereich abdeckende Leitbleche (200, 201) mit einem strömungsgünstigen, gewölbten und der Außenwand des Ruderblattes angepassten, länglichen oder halbkugelförmigen Profil angeordnet, von denen sich ein Leitblech (200) von der Nasenleiste (11) des oberen Ruderblattabschnittes (10) bis in dessen Seitenwand und das andere Leitblech (201) von der Nasenleiste (21) des unteren Ruderblattabschnittes (20) bis in dessen Seitenwand erstreckt.

4. Ruder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ruderblatt (100) funktional mit einem Ruderschaft (140) mit mindestens einem Lager zusammenwirkt,

b.) wobei der Ruderschaft (140), insbesondere aus Schmiedestahl oder einem anderen geeigneten Material zusammen mit dem diesen aufnehmenden Kokerrohr (120), insbesondere aus Schmiedestahl oder einem anderen geeigneten Material im Bereich der größten Profildicke (PD) oder zwischen dieser und den Nasenleisten des oberen Ruderblattabschnittes (10) in diesem angeordnet ist und sich mit seiner endseitigen Befestigungsvorrichtung (145) über die gesamte Höhe des oberen Ruderblattabschnittes (10) erstreckt,

b1.) wobei das tief in den oberen Ruderblattabschnitt (10) hineingezogene Kokerrohr (120) für den Ruderschaft (140) als Kragarm mit einer mittigen Innenlängsbohrung (125) zur Aufnahme des Ruderschaftes (140) versehen ist,

b2.) wobei der Kokerrohrquerschnitt dünnwandig ausgeführt ist und das Kokerrohr (120) bevorzugterweise im Bereich seines freien Endes zur Lagerung des Ruderschaftes (140) innenwandseitig ein Halslager (130) aufweist, und

b3.) wobei der Ruderschaft (140) in seinem Endbereich (140b) mit einem Abschnitt (140a) aus dem Kokerrohr (120) herausgeführt und mit dem Ende dieses Abschnittes (140a) mit dem oberen Ruderblattabschnitt (10) verbunden ist.

5. Ruder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem oberen Ruderblattabschnitt (10) und dem unteren Ruderblattabschnitt (20) eine Befestigungsplatte (45) angeordnet und mit den Ruderblattabschnitten (10, 20) fest verbunden ist, wobei die Befestigungsplatte (45) symmetrische Querschnittsflächenabschnitte (46, 47) zu beiden Seiten der Längsmittellinie (LML) und ein Flächenprofil sowie Abmessungen aufweist, die die Bodenplatte (42) des oberen Ruderblattabschnittes (10) und die Deckplatte (41) des unteren Ruderblattabschnittes (20) mit ihren Profilen und Abmessungen mit einschließen.

6. Ruder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Nasenleiste (11) des oberen Ruderblattabschnittes (10) und die Nasenleiste (21) des unteren Ruderblattabschnittes (20) nach Backbord (BB) und Steuerbord (SB) gegenüber der Längsmittellinie (LML) seitlich derart versetzt sind, dass die durch die seitlich versetzten Nasenleistenabschnitte gezogene Mittellinie (M2) in einem Winkel α von mindestens 3° bis 10°, jedoch auch höher, bevorzugterweise 8° zur Längsmittellinie (LML) der Querschnittsfläche eines Spants verlaufend ist.

7. Ruder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die backbordseitig (BB) und steuerbordseitig (SB) liegenden flach gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte (18, 28) der oberen und unteren Ruderblattabschnitte (10, 20) eine kürzere Länge (L4) gegenüber der Länge (L5) der steuerbordseitig (SB) und backbordseitig (BB) liegenden stark gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte (19, 29) der oberen und unteren Ruderblattabschnitte (10, 20) aufweisen.

8. Ruder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bogenlänge (BL1) der stark gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte (19, 29) des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes (10, 20) größer ist als die Bogenlänge (BL) der flach gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte (18, 28) des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes (10, 20), so dass die Übergangsbereiche (ÜB1) der stark gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte (19, 29) des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes (10, 20) zu den geradlinig zu der Endleiste (15) verlaufenden Seitenwandabschnitten (17, 27) und die Übergangsbereiche (ÜB) der flach gewölbten bogenförmigen Seitenwandabschnitte (18, 28) des oberen und des unteren Ruderblattabschnittes (10, 20) zu den geradlinig zu der Endleiste (15) verlaufenden Seitenwandabschnitten (16, 26) in Richtung zur Endleiste versetzt sind.

9. Ruder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchmesser der Durchbrechung (105) bzw. Bohrung in dem oberen Ruderblattabschnitt (10) zur Aufnahme des Kokerrohres (120) etwas kleiner gegenüber der größten Profildicke (PD) des Ruderblattabschnittes (10) ist.

10. Ruder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die dem Propeller (115) zugekehrte Kante bzw. Nasenleiste (11, 21) des Ruderblattes (100) zu der dem Propeller (115) abgekehrten Kante bzw. Endleiste (15) in einem Winkel β von mindestens 5°, bevorzugterweise 10°, schräg verlaufend ist.

11. Ruder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die im Übergangsbereich der beiden seitlich versetzten Abschnitte (A1, A2) der beiden übereinanderliegend angeordneten Ruderblattabschnitte (10, 20) angeordneten dem bogenförmigen Verlauf der Nasenleisten (11, 21) entsprechend geformten Leitbleche (200, 201) ein gewölbtes, längliches Profil aufweisen, wobei jedes der beiden Leitbleche (200, 201) mit einem den Nasenleisten (11, 21) zugekehrten Abschnitt (200b, 201 b) im Bereich der Nasenleisten liegt und integrierter Bestandteil der Nasenleiste ist, und mit einem streifenförmigen Abschnitt (200c, 201c) versehen ist, der an der Seitenwand des Ruders anliegt oder in diese integriert ist, wobei die im Bereich der Nasenleisten (11, 21) liegenden Abschnitte (200b, 201b) der beiden Leitbleche (200, 201) eine kappenförmige Ausgestaltung (200a, 201 a) aufweisen, wobei die backbordseitige Seitenwand des oberen Ruderblattabschnittes (10) das Leitblech (200) und die steuerbordseitige liegende Seitenwand des unteren Ruderblattabschnittes (20) das Leitblech (201) aufweist, wobei die Leitbleche (200, 201) im Übergangsbereich des oberen Ruderblattabschnittes (10) und des unteren Ruderblattabschnittes (20) so angeordnet sind, dass die streifenförmigen Abschnitte (200c, 201 c) in den Seitenwänden des Ruderblattes liegen und die Übergangsbereich abdecken, wobei die dem Propeller (115) zugekehrten Abschnitte (200b, 201 b) der Leitbleche (200, 201) im Bereich der Nasenleisten (11, 21) liegen.

Claims

1. Rudder for ships with high speeds with a cavitation reducing, twisted, in particular floating rudder, comprising a rudder blade (100) with a propeller (115) allocated to the rudder blade and arranged on a drivable propeller axis (PA), and a rudder shaft (140) connected with the rudder blade (100), wherein the rudder (200)

a.) consists of preferably a floating rudder blade (100) exhibiting a narrow profile with a slight profile thickness, which consists of two rudder blade sections (10, 20) lying one atop the other with identical or different heights, most preferably with a lower rudder blade section (20) that exhibits a lower height relative to the height of the upper rudder blade section (10), and with leading edge strips (11, 21) facing the propeller (115) and exhibiting a roughly semicircular profile, positioned in such a way that the one leading edge strip (11) is shifted toward the port (BB) or starboard (SB), while the other leading edge strip (21) is shifted toward the starboard (SB) or port (BB) laterally to the longitudinal central line (LML) of the rudder blade (100), while the lateral wall surfaces (12, 13; 22, 23) of the two rudder blade sections (10, 20) converge in an end strip (15) facing away from the propeller (115),

a1.) wherein the two leading edge strips (11, 21) and the end strip (15) taper conically toward the bottom as the cross sectional areas (30) diminish from the upper area (OB) to the lower area (UB) of the rudder blade (100),

a2.) or the end strip (15) runs straight and parallel relative to the rudder shaft (140), and the two leading edge strips (11, 21) taper conically toward the bottom as the size of the cross sectional areas (30) diminish from the upper area (OB) to the lower area (UB),

a3.) wherein the cross sectional area segments (31) of the upper rudder blade section (10) and the lower rudder blade section (20) exhibit a length (L) in the area between the end strip (15) and the largest profile thickness (PD) of the rudder blade (100) that corresponds to at least 1 ½ times the length (L1) of the cross sectional area segments (32) of the upper rudder blade section (10) and the lower rudder blade section (20) between the largest profile thickness (PD) of the rudder blade (100) and the leading edge strips (11, 21),

a4.) wherein the upper rudder blade section (10) on the port side (BB) and the lower rudder blade section (20) on the starboard side (SB) each have a flat, arc-shaped lateral wall segment (18, 28) extending from the leading edge strips (11, 21) toward the end strip (15) with a length (L2) that extends over the length (L'2) of the lateral wall segments (18) from the leading edge strips (11, 21) to the largest profile thickness (PD) plus a length (L"2) corresponding to at least 1/3 the length (L'2), wherein the straight lateral wall segment (16, 26) terminating in the end strip (15) abuts the flat, arc-shaped lateral wall segment (18, 28),

a5.) wherein the upper rudder blade section (10) on the starboard side (SB) and the lower rudder blade section (20) on the port side (BB) each exhibit a highly curved, arc-shaped lateral wall segment (19, 29) extending from the leading edge strips (11, 21) toward the end strip (15) with a length (L3) extending over the length (L'3) of the lateral wall segments (19) from the leading edge strips (11, 21) to the largest profile thickness (PD) plus a length (L"3) corresponding to at least 1/3 the length (L'3), wherein the straight lateral wall segment (17, 27) terminating in the end strip (15) abuts the highly curved, arc-shaped lateral wall segment (19, 29),

a6.) wherein the two paired straight lateral wall segments (16; 17; 26, 27) exhibit the same lengths, and the cross sectional area segments lying between the two lateral wall segments (16, 17; 26, 27) are the same size and symmetrical,

a7.) wherein the distance between the flat, arc-shaped lateral wall segment (18; 28) and the longitudinal central line (LML) is greater in comparison to the distance between the highly arc-shaped lateral wall segment (19; 29) relative to the longitudinal central line (LML), and the cross sectional area segments lying between the two flat, arc-shaped lateral wall segments (18; 28) on either side of the longitudinal central line (LML) are asymmetrical,

a8.) the rudder shaft is incorporated in the area of the largest profile thickness in the upper rudder blade section of the rudder blade or between the largest profile thickness and the leading edge strip of the upper rudder blade section, and its terminal attachment device extends over the entire height of the upper rudder blade section, so that the lower rudder blade section exhibits a narrow profile.

2. The rudder according to claim 1,
characterized in that
the twisted area of the rudder blade (100) exhibits closed transitions.

3. The rudder according to claim 1 or 2,
characterized in that,
in the transitional area of the two laterally displaced sections of the two rudder blade sections (10, 20) lying one atop the other, guiding sheets (200, 201) that are shaped corresponding to the arc-like progression of the leading edge strips (11, 21), comprise flow bodies, and cover the displacement area, are arranged with a flow-facilitating, curved, oblong or semispherical profile adjusted to the outer wall of the rudder blade, of which one guiding sheet (200) extends from the leading edge strip (11) of the upper rudder blade section (10) until into its lateral wall, and the other guiding sheet (201) extends from the leading edge strip (21) of the lower rudder blade section (20) until into its lateral wall.

4. The rudder according to one of the preceding claims 1 to 3,
characterized in that
the rudder blade (100) interacts functionally with a rudder shaft (140) having at least one bearing,

b.) wherein the rudder shaft (140), in particular made of forged steel or some other suitable material, along with the rudder trunk pipe (120) that incorporates the latter, in particular made of forged steel or some other suitable material, is arranged in the area of the largest profile thickness (PD) or between the latter and the leading edge strips of the upper rudder blade section (10) within the latter, and extends with its terminal attachment device (145) over the entire height of the upper rudder blade section (10),

b1.) wherein the rudder trunk pipe (120) retracted deep within the upper rudder blade section (10) is provided for the rudder shaft (140) as a jib arm with a central, interior longitudinal borehole (125) for accommodating the rudder shaft (140),

b2.) wherein the rudder trunk pipe cross section has thin walls, and the rudder trunk pipe (120) preferably exhibits a neck bearing (130) on the interior wall in the area of its free end for mounting the rudder shaft (140), and

b3.) wherein a section (140a) of the end area (140b) of the rudder shaft (140) is extended out of the rudder trunk pipe (120), and the end of this section (140a) is connected with the upper rudder blade section (10).

5. The rudder according to one of the preceding claims 1 to 4,
characterized in that
an attachment plate (45) is arranged between the upper rudder blade section (10) and the lower rudder blade section (20) and rigidly connected with the rudder blade section (10, 20), wherein the attachment plate (45) exhibits symmetrical cross sectional area segments (46, 47) on either side of the longitudinal central line (LML) and an area profile and dimensions that include the floor plate (42) of the upper rudder blade section (10) and the cover plate (41) of the lower rudder plate section (20) with their profiles and dimensions.

6. The rudder according to one of the preceding claims 1 to 5,
characterized in that
the leading edge strip (11) of the upper rudder blade section (10) and the leading edge strip (21) of the lower rudder blade section (20) are laterally displaced toward port (BB) and starboard (SB) relative to the longitudinal central line (LML) in such a way that the central line (M2) drawn through the laterally displaced leading edge strip segments runs at an angle α of at least 3° to 10°, ore even higher, most preferably 8°, relative to the longitudinal central line (LML) of the cross sectional surface of a frame.

7. The rudder according to one of the preceding claims 1 to 6,
characterized in that
the flat, arced lateral wall segments (18, 28) of the upper and lower rudder blade segments (10, 20) lying on the port (BB) and starboard (SB) side exhibit a shorter length (L4) relative to the length (L5) of the highly curved, arced lateral wall segments (19, 29) of the upper and lower rudder blade segments (10, 20) lying on the starboard (SB) and port (BB) side.

8. The rudder according to one of the preceding claims 1 to 7,
characterized in that
the arc length (BL1) of the highly curved, arced lateral wall segments (19, 29) of the upper and lower rudder blade section (10, 20) is greater than the arc length (BL) of the flat, curved, arced lateral wall segments (18, 28) of the upper and lower rudder blade section (10, 20), so that the transitional areas (UB1) of the highly curved, arced lateral wall segments (19, 29) of the upper and lower rudder blade section (10, 20) are offset relative to the lateral wall segments (17, 27) running along a straight line to the end strip (15) and the transitional areas (UB) of the flat, curved, arced lateral wall segments (18, 28) of the upper and lower rudder blade section (10, 20) are offset relative to the lateral wall segments (16, 26) running along a straight line to the end strip (15) in the direction toward the end strip.

9. The rudder according to one of the preceding claims 1 to 8,
characterized in that
the diameter of the opening (105) or borehole in the upper rudder blade section (10) for holding the rudder trunk pipe (120) is somewhat smaller by comparison to the largest profile thickness (PD) of the rudder blade section (10).

10. The rudder according to one of the preceding claims 1 to 9,
characterized in that
the edge or leading edge strip (11, 21) of the rudder blade (100) facing the propeller runs at an inclination relative to edge or end strip (15) facing away from the propeller (115) at an angle β of at least 5°, most preferably 10°.

11. The rudder according to one of the preceding claims 1 to 10,
characterized in that
the guiding sheets (200, 201) arranged in the transitional area of the two laterally displaced sections (A1, A2) of the two opposing rudder blade sections (10, 20) and shaped according to the arced progression of the leading edge strips (11, 21) exhibit a curved, oblong profile, wherein each of the two guiding sheets (200, 201) lies in the area of the leading edge strips with one section (200b, 201 b) facing the leading edge strips (11, 21) and is an integrated component of the leading edge strip, and is provided with a striped section (200c, 201 c), which abuts the lateral wall of the rudder or is integrated into the latter, wherein the sections (200b, 201) of the two guiding sheets (200, 201) lying in the area of the leading edge strips (11, 21) exhibit a cap-shaped design (200a, 201 a), wherein the port lateral wall of the upper rudder blade section (10) exhibits the guiding sheet (200) and the starboard lateral wall of the lower rudder blade section (20) exhibits the guiding sheet (201), wherein the guiding sheets (200, 201) in the transitional area of the upper rudder blade section (10) and the lower rudder blade section (20) are arranged in such a way that the striped sections (200c, 201 c) lie in the lateral walls of the rudder blade and cover the transitional area, wherein the sections (200b, 201 b) of the guiding sheets (200, 201) facing the propeller (115) lie in the area of the leading edge strips (11, 21).

Revendications

1. Gouvernail pour bateaux à vitesses élevées dotés d'un gouvernail réduisant la cavitation, torsadé, en particulier un gouvernail à suspension totale, comprenant un safran (100) avec une hélice (115) attribuée au safran, disposée sur un axe d'hélice (PA) pouvant être entraîné et une mèche de gouvernail (140) reliée au safran (100), le gouvernail (200)

a.) étant constitué d'un safran à suspension totale (100) présentant de préférence un profil élancé avec une faible épaisseur de profil, constitué de deux parties de safran (10, 20) disposées l'une au-dessus de l'autre avec des hauteurs identiques ou inégales, de préférence avec une partie de safran (20) inférieure présentant une hauteur plus faible par rapport à la hauteur de la partie de safran (10) supérieure et de bords d'attaque (11, 21) tournés vers l'hélice (115) et présentant un profil à peu près semi-circulaire, qui sont positionnés de telle sorte que l'un des deux bords d'attaque (11) est décalé vers bâbord (BB) ou tribord (SB) et l'autre bord d'attaque (21) vers tribord (SB) ou bâbord (BB) sur le côté par rapport à la ligne médiane longitudinale (LML) du safran (100), les surfaces de paroi latérale (12, 13 ; 22, 23) des deux parties de safran (10, 20) se rejoignant en formant un bord arrière (15) opposé à l'hélice (115).

a1.) les deux bords d'attaque (11, 21) et le bord arrière (15) s'étendant avec la réduction des surfaces de section (30) de la zone supérieure (OB) vers la zone inférieure (UB) du safran (100) en se rétrécissant vers le bas de la façon d'un cône,

a2.) ou bien le bord arrière (15) étant agencé en ligne droite et parallèlement à la mèche du gouvernail (140) et les deux bords d'attaque (11, 21) étant agencés avec la réduction de la grandeur des sections de surface (30) depuis la zone supérieure (OB) vers la zone inférieure (UB) en se rétrécissant vers le bas de la façon d'un cône,

a3.) les parties de surface de section (31) de la partie de safran (10) supérieure et de la partie de safran (20) inférieure présentant dans la zone entre le bord arrière (15) et la plus grande épaisseur de profil (PD) du safran (100) une longueur (L) qui correspond au moins à 1 ½ la surface la longueur (L1) des parties de surface de section (32) de la partie de safran (10) supérieure et de la partie de safran (20) inférieure entre la plus grande épaisseur de profil (PD) du safran (100) et les bords d'attaque (11, 21),

a4.) la partie de safran (10) supérieure et la partie de safran (20) inférieure présentant respectivement côté bâbord (BB) et côté tribord (SB) à chaque fois une partie de paroi latérale (18, 28) agencée à plat en forme d'arc et s'étendant depuis les bords d'attaque (11, 21) en direction du bord arrière (15) avec une longueur (L2) qui s'étend sur la longueur (L'2) des parties de paroi latérale (18) depuis les bords d'attaque (11, 21) jusqu'à l'épaisseur de profil maximale (PD) plus une longueur (L"2) qui correspond à au moins 1/3 de la longueur (L'2), la partie de paroi latérale (16, 26) agencée en ligne droite, qui se termine dans le bord arrière (15), se raccordant à la partie de paroi latérale (18, 28) agencée à plat en forme d'arc,

a5.) la partie de safran (10) supérieure et la partie de safran (20) inférieure présentant respectivement côté tribord (SB) et côté bâbord (BB) à chaque fois une partie de paroi latérale (19, 29) agencée de façon très incurvée en forme d'arc et s'étendant depuis les bords d'attaque (11, 21) en direction du bord arrière (15) avec une longueur (L3) qui s'étend sur la longueur (L'3) des parties de paroi latérale (19) depuis les bords d'attaque (11, 21) jusqu'à l'épaisseur de profil (PD) maximale plus une longueur (L"3), qui correspond à au moins 1/3 de la longueur (L'3), la partie de paroi latérale (17, 27) agencée en ligne droite, qui se termine dans le bord arrière (15), se raccordant à la partie de paroi latérale (19, 29) en forme d'arc et agencée de façon très courbée.

a6.) les deux parties de paroi latérale (16, 17 ; 26, 27) agencées en ligne droite présentant des longueurs identiques par paires et les parties de surface de section situées entre les deux parties de paroi latérale (16, 17 ; 26, 27) étant conçues avec une grandeur identique et de façon symétrique,

a7.) la distance entre la partie de paroi latérale (18 ; 28) agencée à plat en forme d'arc et la ligne médiane longitudinale (LML) étant supérieure par rapport à la distance entre la partie de paroi latérale (19 ; 29) agencée en forme d'arc très incurvé et l'axe médian longitudinal (LML) et les parties de surface latérale situées entre les deux parties de paroi latérale (18 ; 28) agencées en forme d'arc plat des deux côtés de l'axe médian longitudinal (LML) étant réalisées de façon asymétrique,

a8.) la mèche de gouvernail étant disposée dans la zone de la plus grande épaisseur de profil dans la partie de safran supérieure ou entre l'épaisseur de profil maximale et le bord d'attaque de la partie de safran supérieure dans celle-ci, et s'étendant avec son dispositif de fixation côté extrémité sur l'ensemble de la hauteur de la partie de safran supérieure, de sorte que la partie de safran inférieure présente un profil étroit.

2. Gouvernail selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la zone torsadée du safran (100) présente des transitions fermées.

3. Gouvernail selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que,
des tôles chicanes (200, 201) recouvrant la zone de décalage, formant des corps d'écoulement, formées en fonction du tracé en forme d'arc des bords d'attaque (11, 21), dotées d'un profil allongé ou semi-sphérique, avantageux pour l'écoulement, incurvé et adapté à la paroi extérieure du safran, étant disposées dans la zone de transition des deux parties décalées latéralement des deux parties de safran (10, 20) superposées, chicanes dont l'une (200) s'étend depuis le bord d'attaque (11) de la partie de safran (10) supérieure jusque dans sa paroi latérale et l'autre (201) s'étendant depuis le bord d'attaque (21) de la partie de safran (20) inférieure jusque dans sa paroi latérale.

4. Gouvernail selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en que
le safran (100) coopère au plan fonctionnel avec une mèche de gouvernail (140) avec au moins un palier,

b.) la mèche de gouvernail (140), en particulier à base d'acier forgé ou d'un autre matériau approprié avec le tuyau de jaumière (120) recevant cette mèche, en particulier à base d'acier forgé ou d'un autre matériau approprié, étant disposée dans la zone de la plus grande épaisseur de profil (PD) ou entre cette épaisseur et les bords d'attaque de la partie de safran (10) supérieure dans celle-ci et s'étendant avec un dispositif de fixation (145) côté extrémité sur l'ensemble de la hauteur de la partie de safran (10) supérieure,

b1.) le tuyau de jaumière (120) enfoncé profondément dans la partie de safran (10) supérieure pour la mèche de gouvernail (140) étant doté en tant que bras en porte-à-faux d'un alésage longitudinal intérieur (125) centré pour le logement de la mèche de gouvernail (140),

b.2) la section de tuyau de jaumière étant réalisée avec une paroi mince et le tuyau de jaumière (120) présentant un palier à collier (130) côté paroi intérieure de préférence dans la zone de son extrémité libre pour le logement de la mèche de gouvernail (140), et

b3.) la mèche de gouvernail (140) étant guidée dans sa zone d'extrémité (140b) avec une partie (140a) à la sortie du tuyau de jaumière (120) et étant reliée par l'extrémité de cette partie (140a) à la partie de safran (10) supérieure.

5. Gouvernail selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4,
caractérisé en ce que
une plaque de fixation (45) est disposée entre la partie de safran (10) supérieure et la plaque de safran (20) inférieure et est reliée fixement aux parties de safran (10, 20), la plaque de fixation (45) présentant des parties de surface de section (46, 47) symétriques des deux côtés de la ligne médiane longitudinale (LML) et un profil de surface ainsi les dimensions qui incluent la plaque de socle (41) de la partie de safran (10) supérieure et la plaque de recouvrement (41) de la partie de safran (20) inférieure avec ses profils et dimensions.

6. Gouvernail selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5,
caractérisé en ce que
le bord d'attaque (11) de la partie de safran (10) supérieure et le bord d'attaque (21) de la partie de safran (20) inférieure sont décalés sur le côté vers bâbord (BB) et tribord (SB) par rapport à l'axe médian longitudinal (LML) de telle sorte que la ligne médiane (M2) passant par les parties de bord d'attaque décalées sur le côté est agencée dans un angle α d'au moins 3° à 10°, mais également plus, de préférence 8° par rapport à l'axe médian longitudinal (LML) de la surface de section d'une membrure.

7. Gouvernail selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 6,
caractérisé en ce que
les parties de paroi latérale (18, 28) en forme d'arc, courbées à plat et situées côté bâbord (BB) et côté tribord (SB), des parties de safran (10, 20) supérieure et inférieure présentent une longueur (L4) plus courte par rapport à la longueur (L5) des parties de paroi latérale (19, 29) en forme d'arc, très courbées et disposées côté tribord (SB) et côté bâbord (BB), des parties de safran (10, 20) supérieure et inférieure.

8. Gouvernail selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 7,
caractérisé en ce que
la longueur d'arc (BL1) des parties de paroi latérale (19, 29) en forme d'arc, très incurvées, de la partie de safran supérieure et de la partie de safran inférieure (10, 20) est supérieure à la longueur d'arc (BL) des parties de paroi latérale (18, 28) en forme d'arc, incurvées à plat, de la partie de safran supérieure et de la partie de safran inférieure (10, 20), de sorte que les zones de transition (ÜB1) des parties de paroi latérale (19, 29) en forme d'arc, très incurvées, de la partie de safran supérieure et de la partie safran inférieure (10, 20) par rapport aux parties de paroi latérale (17, 27) agencées en ligne droite vers le bord arrière (15) et les zones de transition (ÜB) des parties de paroi latérale (18, 28) en forme d'arc et incurvées à plat de la partie de safran supérieure et de la partie de safran inférieure (10, 20) par rapport aux parties de paroi latérale (16, 16) agencées en ligne droite vers le bord arrière (15) sont décalées en direction du bord arrière.

9. Gouvernail selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 précédentes,
caractérisé en ce que
le diamètre du percement (105) respectivement perçage dans la partie de safran (10) supérieure pour le logement du tuyau de jaumière (120) est légèrement inférieur par rapport à la plus grande épaisseur de profil (PD) de la partie de safran (10).

10. Gouvernail selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 précédentes, caractérisé en ce que
le bord respectivement le bord d'attaque (11, 21), tourné vers l'hélice (115), du safran (100) est agencé en biais dans un angle β d'au moins 5°, de préférence 10°, par rapport au bord respectivement au bord arrière (15) opposé à l'hélice (115).

11. Gouvernail selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 précédentes,
caractérisé en ce que
les tôles chicanes (200, 201) formées en fonction du tracé en forme d'arc des bords d'attaque (11, 21), disposées dans la zone de transition des deux parties (A1, A2) décalée sur le côté des deux parties de safran (10, 20) superposées présentant un profil incurvé et allongé, chacune des deux tôles chicanes (200, 201) étant située avec une partie (200b, 201 b) tournée vers les bords d'attaque (11, 21) dans la zone des bords d'attaque et faisant partie intégrante du bord d'attaque, et étant dotée d'une partie (200c, 201c) en forme de bande, qui s'applique sur la paroi latérale du gouvernail ou est intégrée dans celle-ci, les parties (200b, 201 b), situées dans la zone des bords d'attaque (11, 21), des deux tôles chicanes (200, 201) présentant une conception (200a, 201 a) en forme de capuchon, la paroi latérale côté bâbord de la partie de safran (10) supérieure présentant la tôle chicane (200) et la paroi latérale située côté tribord de la partie de safran (20) inférieure la tôle chicane (201), les tôles chicanes (200, 201) étant disposées dans la zone de transition de la partie de safran (10) supérieure et de la partie de safran (20) inférieure, de telle sorte que les parties (200c, 201c) en forme de bande sont situées dans les parois latérales du safran et recouvrent les zonez de transition, les parties (200b, 201 b), tournées vers l'hélice (115), des tôles chicanes (200, 201) étant situées dans la zone des bords d'attaque (11,21).

Zeichnung