Titel: | Seewesen.Schiffstreiber. |
Fundstelle: | Band 309, Jahrgang 1898, S. 81 |
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Seewesen.Schiffstreiber.
(Fortsetzung des Berichtes S. 61 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Schiffstreiber.
Wollte man die Pendelbewegung des Oberkörpers an Kurbeln wirken lassen, so könnte man
eine Einrichtung treffen, gemäss welcher das Ruder beim Leergange aus dem Wasser
gehoben wird. An der Ruderstange möge eine Kurbel cd (Fig. 11) angreifen, welche bei d am Holm befestigt ist und bei c ihren Drehpunkt hat; bei o sei der Riemen
nur senkrecht verschiebbar geführt.
Textabbildung Bd. 309, S. 81
Fig. 11.Kurbel- und Schaufelbewegung.
Es ist dazu ersichtlich, dass die gleichmässige Kreisbewegung
der Kurbel eine elliptische Bewegung der Schaufel hervorrufen muss; die
Geschwindigkeit der letzteren ist am grössten in der Mittellage, am kleinsten in der
Nähe der Ein- und Austrittstellen in das bezw. aus dem Wasser; die Anordnung
verspricht demnach einen günstigen Effect. Trinquier in
Paris benutzt deshalb eine derartige Rudervorrichtung, und zwar verbindet er, um
eine ununterbrochene Wirkung zu erreichen, zwei (oder mehr) Ruder zu einem Apparate.
Die durch die Kurbel e (Fig.
12) angetriebene gekröpfte Welle d weist
Büchsen c auf, in denen die Holme a nur drehbar befestigt sind.
Textabbildung Bd. 309, S. 81
Fig. 12.Rudervorrichtung von Trinquier.
Die letzteren treten durch Führungsstücke f, so dass nur die elliptische Bewegung der Schaufeln
b bei Drehung der Kurbel e erübrigen kann. Um aber auch eine Wendung der Schaufeln zu erzielen,
tragen die Riemen Windungen h, welche in Schlitze der
Platten f passen; bei der Verschiebung der Schafte
erfolgt demgemäss ihre Drehung. Eine Umkehrung der Wirkung für Rückwärtsfahrt bei
gleicher Drehrichtung der Kurbel e lässt sich dadurch
bewerkstelligen, dass man die Platten f versetzt. Dies
ist für Antrieb durch gleichmässig laufende Motore, für welche Trinquier insbesondere hat Vorsorge treffen wollen, von
Belang.
Um zunächst bei der Kurbel stehen zu bleiben, welche der Ruderer in Drehung zu
erhalten hat, sei auf die von Meyer in Koblenz
angegebene Handhabe hingewiesen, welche vom Constructeur insbesondere zum Antriebe
endloser, zu beiden Seiten des Bootes angeordneter Schaufelketten vorgesehen worden
sind, sich aber auch für andere Zwecke verwenden liessen. Die Handhabe wird durch
eine Combination zweier Kurbeln g1 (Fig. 13 und 14) gebildet, welche
einerseits um die an den Schaufelketten befestigten Bolzen g, andererseits bei k gegen einander drehbar
sind. Sollen die Schaufelketten in gleicher Richtung umlaufen, so sind auch die
Kurbeln einander gleich gerichtet (Fig. 13); für
entgegengesetzte Bewegungen der Ketten kann man die Kurbeln, deren Längen
entsprechend bemessen sind, gegen einander verdrehen (Fig. 14).
Textabbildung Bd. 309, S. 81
Antrieb nach Meyer.
Die Technik gibt natürlich auch Mittel an die Hand, um durch die reine Ruderbewegung
andere Treiber als die Ruderschaufel zu beeinflussen. So befestigt Brinkmann in München seitlich am Boot in abnehmbarer
Weise einen Bock a (Fig.
15); dieser trägt ein Kurbeltriebwerk, von welchem aus mittels Kette o.
dgl. eine Schraube s angetrieben wird.
Textabbildung Bd. 309, S. 81
Fig. 15.Kurbeltriebwerk von Brinkmann.
Um diesen Apparat nach Art der Riemen handhaben zu können,
wird die Einrichtung gemäss Fig. 16 in der Weise
getroffen, dass die die Schraube s drehenden Kurbeln
b durch Gestänge p
bewegt werden, welche von den an einander gekuppelten Kniehebeln h Antrieb erhalten.
Das in der Dolle bewegliche Ruder gibt für die Hand des Laien einen schwer zu
beherrschenden Treiber ab. Das Drehen des Riemens, namentlich auch das Heben der
Schaufel aus dem Wasser erfordern Griffe, welche einige Uebung voraussetzen. Wie
bereits angeführt, hat man deshalb im Wasser verbleibende Ruder angewandt, welche
sich für den Leergang entsprechend einstellen. Die Reihe solcher Einrichtungen,
welche das Rudern auch den ungeübten Kräften ermöglichen sollen, wird durch die
bekannten Klappruder ergänzt, bei denen das Ruderblatt drehbar am Schafte sitzt, so
dass es beim Vorwärtstriebe mit der Breitseite gegen das Wasser drückt, beim
Rückzuge hingegen sich für den geringsten Widerstand einstellt.
Textabbildung Bd. 309, S. 82
Fig. 16.Kurbeltriebwerk von Brinkmann.
Eine besondere Ausführungsform solcher Klapprudervorrichtungen zeigt beispielsweise
Fig. 17
D. R. P. Nr. 66999.. Zu beiden Seiten des Bootes ist je ein um eine senkrechte Achse b bewegliches Ruder a1 angeordnet, welches mit unter einander verbundenen
Klappen a versehen ist; es kann mittels des Handhebels
f und der Zugstange c
derart bewegt werden, dass bei wagerecht ausgeführtem Niederschlage die Ruderklappen
a sich schliessen, bei der Rückbewegung sich
hingegen öffnen. Die Handhaben f werden vortheilhaft
stellbar auf ihren Achsen d eingerichtet; auch könnte
man mehrere Handhaben mit einander kuppeln, so dass mehrere Personen dieselben Ruder
bewegen.
Textabbildung Bd. 309, S. 82
Fig. 17.Klapprudervorrichtung.
Klappruder, welche eine rasche Bewegung erfahren und dem Einflusse grösserer Kräfte,
z.B. von Dampfmotoren, ausgesetzt sind, haben offenbar unter Stössen zu leiden, wenn
keine Vorkehrungen getroffen werden, die beim Auf- und Zuklappen wirkenden Kräfte zu
mildern. Casman in Wilsele, Belgien, bildet deshalb die
Klappen so aus, dass das Wasser auf einen ungleicharmigen Doppelhebel drückt (Fig. 18). Die Scharniere e der Schaufeln f sind innerhalb der
Schaufelfläche angeordnet, so, dass die Fläche x
kleiner als die Fläche z ist. Die ganz geöffneten
Klappen wirken offenbar mit der ganzen Fläche f = x + z gegen das Wasser in
gleicher Richtung; beim Oeffnen und Schliessen setzt die innere Fläche x einer jeden Klappe der äusseren z einen gewissen Widerstand entgegen, welcher die
Verzögerung in der Drehbewegung, allerdings aber auch eine Verminderung der Wirkung
nach sich zieht. Um auch eine Umkehrung der Triebwirkung bei verbleibendem
Antriebe zu ermöglichen, verfährt Casman wie folgt
(Fig. 18 und 19).
Im hohlen Schafte a ist ein zweiter b, zu beiden Seiten aus ersterem hervorragend, drehbar
gelagert und abgedichtet. Mit ihm ist starr verbunden am ausserhalb des Schiffes
befindlichen Ende ein Kopf c, der die beim Stosse
nöthigen Stützen d und e
für die Schaufeln f trägt. Letztere drehen sich in
Scharnieren an Armen p, welche in starrer Verbindung
mit dem Aussenschaft a sich befinden. Die Stützen e sind schiffswärts von den Schaufeln f angeordnet und stützen dieselben bei Vorwärtsbewegung
des Schiffes, wobei sie die Stellung Fig. 19
einnehmen; die Stützen d sind hinter diesen Schaufeln
angeordnet und stützen dieselben bei Rückwärtsbewegung, wenn sie um 90° gedreht
werden.
Textabbildung Bd. 309, S. 82
Fig. 18.Klappruder von Casman.
Auf den Innenschaft b ist ein
Stirnrad h fest aufgekeilt, in seine Zähne i greift ein aus Stäben j,
Wangen k und Welle m
bestehendes Sectorrad ein. Zur Inbetriebsetzung dieser Drehvorrichtung kann ein an
der Welle m befestigter Hebel s dienen. Während der Kreuzkopf n den Schaft
a hin und her bewegt, wird mit Hilfe der eben
beschriebenen Einrichtung die Stange b gedreht und mit
ihr die Stützen de je nach der gewünschten
Fahrtrichtung.
Textabbildung Bd. 309, S. 82
Fig. 19.Klappruder von Casman.
Die Verbindung mehrerer solcher Klappruder zu einem einzigen Triebwerke in der Weise,
dass die einzelnen Elemente nach einander zur Wirkung gelangen, führt offenbar zu
Einrichtungen, welche nicht eine stossweise, sondern eine continuirliche
Gesammtwirkung äussern.
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Fig. 20.Verbindung mehrerer Klappruder.
Gemäss Fig. 20
D. R. P. Nr. 79331. sind zu beiden Seiten des Bootes zweiarmige Hebel a angeordnet, welche mit je zwei axial verschiebbaren, gelenkig
angebrachte Klappen f tragenden Stangen cgekuppelt sind. Wenn die eine Stange im
Rückwärtsgehen ihre Klappen behufs Ausübung eines Stosses dem Wasser entgegenstellt,
geht die andere Stange mit fast parallel zu derselben eingestellten Klappen leer
vor.
In Fig. 21 ist ein Klappruder dargestellt, welches am
Heck anzuordnen ist und auch zum Steuern Verwendung finden soll.D. R. P. Nr. 88934. Um den Bolzen h ist eine Stange c zu schwenken, welche ihre Bewegung vom Boote aus
erhält; die Ruderplatten ab sind drehbar an ihr
befestigt. Zwei Knebel k, welche um 90° versetzt zu
einander stehen und von denen nur einer, der rückwärts liegende, in der Zeichnung
sichtbar ist, lassen sich vom Boote aus so stellen, dass entweder der eine oder der
andere wagerecht gedreht wird und dadurch die Platten bald am Rückwärtsklappen, bald
am Zusammenlegen nach vorn verhindert werden. Andere Sperrarme g werden nach Bedarf vor die eine oder die andere
Platte gedreht, so dass eine einseitige Wirkung resultirt, welche einer Steuerung
gleichkommt.
Textabbildung Bd. 309, S. 83
Fig. 21.Klappruder zum Steuern.
Eine unter Wasser befindliche gerade Platte erzeugt aber nicht allein dann eine
Reaction, wenn sie ganz oder nahezu rechtwinklig zu der gewünschten Fahrtrichtung
gestellt wird, sondern es gibt offenbar Bewegungsformen, bei denen der dem
Vorwärtstriebe günstige Effect als Componente der verbrauchten Kraft gewonnen wird.
Stellt man die Ruderplatte wagerecht ins Wasser und verdreht sie um eine
Horizontalachse, welche senkrecht zur Fahrtrichtung steht, so erübrigt die erwähnte
Componente. Man denke sich eine solche Platte, um die Horizontalachse drehbar, von
zwei Maschinen bewegt, deren Kurbeln um 90° zu einander versetzt sind. Die in Fig. 22 gezeichneten Kreise stellen die Wege zweier um
90° gegen einander versetzten Kurbeln dar.
Textabbildung Bd. 309, S. 83
Fig. 22.Wege zweier um 90° gegen einander versetzten Kurbeln.
Textabbildung Bd. 309, S. 83
Fig. 23.Bewegung des Pleuelstangenendes.
Theilt man den Umfang dieser beiden Kurbelkreise in eine
beliebige Anzahl gleicher Theile, z.B. a1
b1
c1 ... und abc ..., und projicirt die
Theilpunkte wagerecht auf den senkrechten Durchmesser der beiden Kurbelkreise,
verbindet ferner die mit Rücksicht auf die gegenseitige Verstellung der Kurbeln um
90° correspondirenden Punkte, z.B. a1 mit a', b'1 mit b1 u.s.f., so erhält man Linien, welche die den
betreffenden Kurbeln entsprechenden Stellungen des Propellerblattes p angeben; in der Figur sind die Propellerblätter
durch Verstärkung der erwähnten Verbindungslinien angedeutet. Denkt man sich die
Kurbeln in der Richtung der an die Kurbelkreise gelegten Pfeile rotirend, so wird
durch die Aufwärtsbewegung des Propellers p
entsprechend dem in Fig. 22 aufwärts gerichteten
Pfeile eine solche Rückwirkung auf das Wasser ausgeübt, dass der Propeller und mit
ihm das Schiff in der Richtung des Pfeiles x fortbewegt
wird. Für die Abwärtsbewegung der Platte ergibt sich die nämliche Reaction. Fig. 23 und 24 zeigen
die Halbkreise bezw. die auf und nieder gehenden Hälften eines Kurbelkreises, auf
welchem der eine Endpunkt einer, die Kurbel und den Propeller p verbindenden, Pleuelstange sich bewegt. Wie aus den
Figuren hervorgeht, bleibt das Propellerblatt stets im rechten Winkel zu der
erwähnten Pleuelstange, nimmt also auch an allen Neigungen derselben derart Theil,
dass das Blatt beim Aufwärtsgange und beim Niedergange in ähnliche Stellungen
gelangt, wie bei der durch Fig. 23 angedeuteten
Anordnung. Wie ohne weiteres ersichtlich, ergibt sich aas den betreffenden
Bewegungen und Stellungen des Blattes p eine derartige
Rückwirkung auf das Wasser, dass der Propeller und mit ihm das Schiff in den
Pfeilrichtungen xy fortbewegt werden. Diese
Beziehungen verwendet Osborne in Capstadt, indem er
Platten im Heck des Schiffes vorsieht. Gemäss Fig. 24
ist eine Anordnung gewählt, welcher das in Fig. 23
dargestellte Diagramm zu Grunde gelegt ist. Zu beiden Seiten des im Heck
vorgesehenen Todtholzes ragen Platten g vor, deren
Verbindungsstück f entweder sich als Kreuzkopf in einem
geraden Schlitze führt, oder an einem Lenker r
befestigt ist und von der Stange h und Kurbel k auf und ab bewegt wird. – Es ist ohne weiteres
verständlich, dass bei solchen Triebwerken nur ein Bruchtheil der zur Bewegung
aufgewendeten Arbeit dem verfolgten Zwecke dienlich sein kann, der grössere Theil
aber eben als Verlust zu verzeichnen ist.
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Fig. 24.Bewegung des Pleuelstangenendes.
Man kann solche unwirthschaftliche Auswüchse der Plattentreiber, wie die soeben
besprochenen, auf die nämliche Stufe mit den sogen. biegsamen Plattenpropellern
stellen, deren Aufgabe es ist, die Wirkungsweise des Fischschwanzes nachzuahmen.
Textabbildung Bd. 309, S. 83
Fig. 25.Wirkungsweise des Fischschwanzes.
Bewegt man die elastische Platte a (Fig. 25), welche an der Stange b befestigt ist, durch axiale Verschiebung der
letzteren hin und her, so wird der Widerstand, den das Wasser dieser Bewegung
entgegensetzt, eine Durchbiegung der Platte hervorrufen, und zwar wird sowohl beim
Hin- als auch beim Hergange ein in Richtungdes Pfeiles s wirkender
Rückdruck hervorgerufen. Zur Umkehrung der Reaction s
muss man die Platte a um 180° umsetzen. Taff in Whitestone will zwei solcher Platten im Heck
des Fahrzeuges am Back- und Steuerbord vorsehen.
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Fig. 26.Propeller von Vogt.
Auch der von Vogt in Kopenhagen benutzte Propeller,
welcher zugleich zum Steuern dienen soll, fällt unter diese Kategorie (Fig. 26). Nach den Angaben des Constructeurs steht das
Steuer a1 durch die
Gabel g in fester Verbindung mit seiner Drehachse a, die durch den Arm b und
die Feder c mit dem Zahnrade h verbunden ist. Letzteres kann um die Hülse r mittels der Schnecke o gedreht werden. Die
Drehachse a des Steuers steckt drehbar in der Hülse
oder dem Rohre r, welches noch als Führung für das
Steuer a1 dient, indem
die Gabel f, die mit dem Steuer in fester Verbindung
steht, derart durchbohrt ist, dass die Durchbohrung das Rohr r umschliesst und f um dasselbe gedreht
werden kann. Ein ⊺-Stück t
bildet eine feste Verbindung zwischen dem Rohre r und
der wagerechten Hauptwelle s der Maschine. Die Schnecke
o wird von Lagern getragen, die am ⊺-Stücke t fest angebracht
sind. Wird an einer der Steuerleinen n gezogen, so wird
die Schnecke o, damit das Zahnrad h, und mittels der Feder c
das Steuer gedreht, so dass man dadurch, dass man an der einen oder der anderen der
Steuerleinen n zieht, steuern kann.
Textabbildung Bd. 309, S. 84
Fig. 27.Antrieb für einen oscillirenden Fischschwanzpropeller.
Wird die Hauptwelle s hin und her
gedreht, so wird das Steuer a1 wie ein Pendel schwingen. Das Wasser wird dann auf das Steuer drücken
und dessen Drehachse a in der Hülse r bald nach der einen, bald nach der anderen Seite
drehen, so dass das Steuer gleichzeitig um die Drehachse schwingt. Da die Drehungen
durch die Achse a auf die Feder c einwirken, hängt die Grösse der Drehungen von der Stärke der Federn ab,
und diese Drehungen, welche denjenigen eines Fischschwanzes ähnlich sind,
verursachen bei jedem Pendelschwingen die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges,
indem das Steuer bei jedem Schwingen eine solche Stellung einnehmen wird, dass eine
nach vorn gerichtete Kraftcomponente entsteht. Wenn man das Blatt a1 mittels der Schnüre
n zur Seite dreht, erhält man eine seitlich
gerichtete Componente und durch Umstellen der Platte um 180° ergibt sich die
Rückwärtsfahrt.
Für einen oscillirenden Fischschwanzpropeller, welcher schon mehr der Wirkung einer
Schraube mit elastischen Flügeln gleichkommt, würde der Antrieb nach Fig. 27
D. R. P. Nr. 89053. in Betracht zu ziehen sein. Die Welle d, auf
welcher der Propeller sitzt, wird durch zwei um dieselbe, aber entgegengesetzt
gewickelte Zugmittel bc gedreht, welche mit einem
Balancir a verbunden sind. Beim Schwingen des letzteren
erfolgt die Drehung der Welle abwechselnd in der einen und der anderen Richtung.
(Fortsetzung folgt.)