Stand der Technik Bei der Schubschifffahrt handelt es sich um eine besonders effektive Betriebsform der Binnenschifffahrt, bei der meist mehrere unbemannte Kähne, sog. Schub- leichter oder Prahme zu einem mehr oder weniger starren Schiffsverband (Schub- verband) zusammengefasst und von einem motorgetriebenen Schubboot gescho- ben und gesteuert werden.

Die aus der Praxis bekannten Schubboote besitzen eine meist gedrungene Pon- tonform mit breiter Stirn und vorgesetzten Schubschultern als Lager für den Leich- ter. Die sog. Schubleichter sind meist einfach gehaltene Stahlkonstruktionen in pontonförmiger Selektionsbauweise mit Schubschultern.

Die wirtschaftlichen Vorteile eines Schubverbandes liegen in der kleinen Be- satzungszahl, den niedrigen Baukosten der Leichter bei großer Tragfähigkeit, der weitgehenden Typisierung und der hohen Flexibilität bei der Zusammenstellung der Schubverbände, insbesondere der Unabhängigkeit des Antriebsfahrzeugs vom Lastträger beim Be-und Entladen.

Schwierigkeiten entstehen beim Manövrieren in Kurvenfahrten, beim Wenden in engen Hafenbecken, oder beim Ausweichen entgegenkommender Fahrzeuge.

Bei Kurvenfahrten muss die Geschwindigkeit stark reduziert werden, was insbe- sondere bei Bergfahrten eine Vergeudung von Antriebsenergie bedeutet.

Zur Verbesserung der Manövrierfähigkeit eines Schubverbandes ist es bereits bekannt, den vordersten Leichter mit einer Bugsteuerung mit und ohne zusätzli- chen Antrieb auszurüsten.

Derartige bekannte Bugsteuerungen verlangen aufwendige Ein- und Anbauten, die an jedem Leichter vorgenommen werden müssen und somit den Vorteil der niedrigen Baukosten wieder aufheben.

In der DE 22 07 968 A1 wira ein Bugsteuervorspann fur einen Schulbverbana beschrieben, der aus einem über einen Schubbock ankoppe ! baren Bootskörper besteht.

Abgesehen davon, das dieser Bugsteuervorspann aus einem eigenständigen Boot besteht, müssen am Ankoppelpunkt große Kräfte aufgenommen werden, die die gesamte Konstruktion und insbesondere den Schubbock sehr materialintensiv gestalten.

Eine andere Bugsteueranlage ist in der DE 195 17 064 A1 dargestellt. Der vorderste Leichter wird mit einem bugangepassten Vorsatzbug ausgerüstet, in dem eine Bugstrahl-Steuereinrichtung eingebaut ist.

Diese Bugsteueranlage ist für den praktischen Betrieb ungeeignet. Der Wasser- strahlantrieb lässt nur eine seitliche Versetzung des Bugs zu. Eine zusätzliche unterstützende Komponente in Fahrtrichtung ist nicht möglich. Außerdem ist eine präzise Anpassung an die Bugform eines Leichters fragwürdig, da die Fertigungs- toleranzen der einfach gestalteten Leichter, insbesondere ihrer Bugabschrägung, sehr groß sein können. Die Koppelanbindung verbindet zwar die Deckseite der Bugs, nicht aber deren Kielseiten, wodurch ein Flattern und Klappern entstehen kann. Das Unterfahren zum Ankoppeln ist ebenfalls sehr aufwendig, da die Höhe des Vorsatzbugs zum Leichter durch Fluten von Kammern angepasst werden muss. polar der Erfindung] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bugsteuervorrichtung für einen Schubverband, bestehend aus einem motorgetriebenen Schubboot und mindestens einem Leich- ter, zu schaffen, mit der wahlweise der jeweils vorderste Leichter ohne substan- tielle Veränderungen und unter Nutzung vorhandener Bauteile ausgerüstet wer- den kann. Die Bugsteuervorrichtung soll einfach im Aufbau und ausschließlich vom motorgetriebenen Schubboot aus steuerbar sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merl-, des 1. Patentanspruchs ge- löst'. Vorteilhafte Weiterentwicktungen und Ausgestattungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Bugsteuervorrichtung besteht aus einer über der Wasser- oberfläche angeordneten Steuer-und Antriebseinheit, einem unter der Wasser- oberfläche angeordneten Ruder-und Vortriebseiement sowie einer dazwischen angeordneten Kraßübertragungseinrichtung und ist ähnlich einem Außenbordmo- tor ansetz-und austauschbar. Die Bugsteuervorrichtung dient somit in einfachster Weise der Verbesserung der Steuer-und Manövrierfähigkeit eines Schubverban- des.

Das Ruder und das Vortriebselement des kombinierten Ruder-und Vortriebsele- mentes ist derart miteinander gekoppelt, dass die durch das Vortriebselement erzeugte Vortriebskraft stets in Ruderrichtung und dadurch zusätzlich steuernd wirkt.

Ein Schubverband besteht aus einem motorgetriebenen Schubboot und mindes- tens einem Leichter, von denen einer ein vorderer Leichter ist. An den Bug des jeweils vorderen Leichter wird die Bugsteuervorrichtung, die neben der Steuer- funktion auch eine Vortriebsfunktion besitzt, angesetzt bzw. anmontiert.

Die Leichter oder Schubleichter, die in einfacher Pontonform ausgeführt sind, besitzen einen breiten Bug mit einer abgeschrägten Bugwand und einer vorge- setzten Schubschulter.

Die Steuer-und Antriebseinheit der Bugsteuervorrichtung wird auf der Schub- schulter befestigt und überragt den Bug nach vorn soweit, dass die in der Steuer- und Antriebseinheit gelagerte Kraftübertragungswelle frei vor dem Bug vertikal drehbar angeordnet ist.

In der Steuer-und Antriebseinheit befindet sich ein Antrieb zur Erzeugung einer Vorschubkraft und ein Stellmotor zur Verstellung eines Bugsteuerruders, die vorzugsweise elektromotorisch betrieben werden. Die Stromversorgung, beste- hend aus einer Kraftstrom-und einer Steuerstromleitung erfolgt vom motorgetrie- benen Schubboot aus und wird zweckmäßigerweise durch Kabel übertragen, die seitlich über jeden Leichter verlegt sind und an den Koppetstetien der Leichter untereinander über Steckverbinder verbunden sind.

Für den Antrieb reicht ein 100 kW Motor aus. Er dient zum Ausgleich der Quer- kräfte bei Kurvenfahrten, zur Fahrtunterstützung bei Bergfahrten und zum Gegen- halten bei Windkraften, die sich vor allem bei Leerfahrten bemerkbar machen.

Mit der erfindungsgemä#en Bugsteuerung sind somit Kurvenfahrten ohne Re- <BR> <BR> <BR> <BR> duzierung der Fahrtgeschwindigkeit mögtich. Wendemanöver können auf engs- tem Raum ausgeführt werden und Spannungen, die bei Kurvenfahrten in der Mitte zwischen Bug und Heck des gesamten Schubverbandes auftreten und sich zuerst an den Koppelstellen zwischen den Schubleichtern bemerkbar machen, werden weitestgehend eliminiert.

Über die Steuerleitung werden Steuersignale für den Stellmotor zur Verstellung des Ruders übertragen. Es können aber auch zusätzliche Signale zur Steuerung des Antriebsmotors und/oder Überwachungs-und Kontrollsignale gesendet werden.

Bei einem Netzausfall wird die Stromversorgung für die Steuerung durch eine Batterie gepuffert und die entsprechenden Steuerbefehle werden vom motore- triebenen Schubboot aus per Funk übermittelt. Alle wichtigen Funktionen der Steuerung außer Vorschub können dann weiter ausgeführt werden.

Bei Ausfall des Vorschubes oder wenn aus anderen Gründen ein Vorschub nicht nötig ist, wird die Vorschubkraft vom Antriebsorgan entkoppelt. Bei einem Schrau- benantrieb bedeutet das, dass die Schraube zur Vermeidung einer Bremskraft frei mitlaufen muss.

Die Kraftübertragungswelle besteht vorteilhaft aus einem drehbaren Schaft zur Übertragung des Ruderwinkets, in dem koaxial eine Weite zur Übertragung der Vorschubkraft angeordnet ist.

Die gesamte Bugsteuervorrichtung ist derart mit Befestigungs-und Haltemitteln ausgerüstet, dass sie ähnlich einem Außenbordmotor schnell am Bug eines Leichters montiert und wahlweise für einen anderen Leichter, der als vorderer Leichter dienen soll, ausgetauscht werden kann. Bei Nichtbenutzung verbleibt die Bugsteuervorrichtung auf dem motorgetriebenen Schubboot und wird dort auf einer entsprechenden Halteeinrichtung abgesetzt.

Befestigt wird die Bugsteuervorrichtung mittel$ Traversen und Klemmen an zwei im Abstand angeordneten Pollen, die auf jeder Schubschu ! ter für ein Verbinden der Leichter untereinander immer vorhanden sind.

Zusätzlich dazu wird die Kraftübertragungswelle in der Nähe des Ruder-und Vortriebselementes, vorzugsweise jedoch über der Wasseroberfläche, zur Auf- nahme von Querkräßen gegenüber der schrägen Bugwand durch eine Stützhaite- rung abgestützt und gelagert. Dazu ist es lediglich notwendig, an der Bugwand mindestens drei Laschen anzuschweißen, an denen die Stützhalterung befestigt werden kann.

Die Laschen werden an der Stelle von Versteifungen am Schiffskörper derart angebracht, dass für die Kraftübertragungswelle eine stabile Dreieckabstützung erreicht wird, wobei die Welle innerhalb dieser Abstützung an der Spitze des Dreiecks gelagert ist.

Als Vortriebselement kann eine Schiffsschraube oder eine Wasserstrahidüse dienen.

[Beispiele) An Hand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Bugsteuervorrichtung näher beschrieben.

Es zeigen : Fig. 1 : ein Beispiel eines Schubverbandes, bestehend aus einem motorgetriebenen Schubboot und einem Leichter mit der Anordnung der Bugsteuervorrichtung, Fig. 2 : eine vorteilhafte Ausführungsform der Bugsteuervorrichtung und der Befestigung am Bug eines Leichter, Fig. 3 : die Bugsteuervorrichtung mit begehbarer Plattform ais Hatterung.

Ein mit einer Bugsteuervorrichtung ausgerüsteter Schubverband ist in Fig. 1 dargestellt.

Der Schubverband besteht aus einem motorgetriebenen Schubboot fi und <BR> <BR> <BR> beispielsweis einem Schubleichter 2, wobei der Verband bis zu einer W sserfi- nie 4 eingetaucht, die am Leichter 2, je nach Beladung, unterschiedlich hoch sein kann. An dem Bug des Leichter 2 ist die Bugsteuervorrichtung, besShend aus Steuer-und Antriebseinheit 5, Kraftübertragungswelle 7 und Ruder- und Vor- triebselement 6, angebracht. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Im wesentlichen wird die Bugsteuervorrichtung 5, @, 7 an den auf dem Leichter 2 vorhandenen Pollern 16 befestigt und zusätzlich über eine Stützeinrichtung 14 gegenüber dem Bug oberhalb der Wasserlinie 4 abgestützt.

Fig. 2 : zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der Bugsteuervorrichtung und ihrer Befestigung am Bug eines Schubleichters 2.

Der Leichter 2 besitzt einen breiten Bug mit einer nach hinten unten abgeschräg- ten Bugwand 13 und einer vorgesetzten Schubschulter 3.

Die Steuer-und Antriebseinheit 5 ist auf der Schubschulter 3 befestigt und über- ragt den Bug nach vorn soweit, dass die in der Steuer-und Antriebseinheit 5 ge- lagerte Kraftübertragungswelle 7 frei vor dem Bug und der Schubschulter 3 ver- tikal drehbar angeordnet ist.

Die Kraftübertragungswelle 7 besteht aus einem drehbaren Schaft 11 zur Über- tragung des Ruderwinkels, der durch einen Stellmotor 9 eingestellt wird, auf ein Ruder 10. Innerhalb des Schaftes 11 befindet koaxial eine Welle 12, die der Ü- bertragung der Vorschubkraft auf eine Schiffsschraube 20 dient. Das Ruder 10 und die Schiffsschraube 20 bilden zusammen ein kombiniertes Ruder-und Vor- triebselement 6, wobei die Achse der Schraube 20 in der Ebene des Ruderblattes 10 gelagert ist. Der Schaft 11 ist zur Reduzierung der Stellkraft in der Mitte des Ruders 10 angeordnet.

In der Steuer-und Antriebseinheit 5 sind als notwendige Bauteile ein elektromoto- rischer Antrieb 8 zur Erzeugung der Vortriebskraft, ein Stellmotor 9 zur Einstellung eines Ruderwinkels und eine Anschluss-und Stromversorgungseinheit 21 unter- gebracht.

Die Steuer-und Antriebseinheit 5 ist als ein stabiles Gehäuse ausgeführt, mit dem die gesamte Bugsteuervorrichtung über zwei Traversen15 an zwei Pollern 16 auf dem vorgesetzten Bug 3 lösbarbefestigt ist. Damit kann die Bugsteuervorrichtung schnell an jeden Bug eines Leichter 2 angesetzt bzw. aufgesetzt und anschlie- ßend festgekfemmt und arretiert werden.

Unterhalb der Schubschulter 3 ist die relativ lange, über die gesamte Höhe des Schubleichters 2 reichende Kraftübertragungswelle 7, zusätzlich durch eine Stützhalterung 14 fixiert.

Die Stützhalterung 14 wird im wesentlichen durch ein gleichschenkliges Dreieck in einer waagerechten Ebene gebildet. Die Hypotenuse des Dreiecks ist durch die Breite der Bugwand 13 bestimmt und die Spitze des Dreiecks hält eine Manschet- te 17 zur drehbaren Halterung des Schaftes 12 der Kraftübertragungswelle 7.

In der Ausführung nach Fig. 2 besteht die Stützhalterung 14 aus drei Armen von denen zwei die Katheten und eine die Höhe des gleichschenkligen Dreiecks bil- den. Die Arme der Stützhalterung 14 sind an der Bugwand 13 durch Aufnahmela- ger 18 gehalten. In dieser Ausführung sind die Aufnahmelager 18 als einfache Aufstecklager dargestellt, die ebenfalls gegen ein Herausspringen arretiert und gesichert werden können. Außerdem kann die Manschette 17, die relativ zum Schaft 12 drehbar sein muss, gegen ein Verschieben in vertikaler Richtung ge- sichert sein.

Eine etwas abgewandelte Form der Bugsteuervorrichtung nach Fig. 2, zeigt Fig.

3. Die Stützhalterung 14 ist hier als eine Fläche ausgeführt, die gleichzeitig als begehbare Plattform dienen kann.

Die Plattform 14 kann über die Muffe 17 fest mit der abnehmbaren Bugsteuervor- richtung verbunden sein oder auch abklappbar am Bug 13 des Schubleichters 2 verbleiben.

Zusätzlich kann die Stützhalterung 14, wie in nach Fig. 3 dargestellt, an der Spitze des die Stützhalterung 14 bildenden Dreiecks in der Nähe oder an der Manschette 17 durch eine Aufhängung oder vertikale Verstrebung 19 gesichert werden. Das obere Ende der Verstrebung 19 ist entweder an der Unterkante der Schubschulter 3 eingehängt bzw. befestigt oder die Verstrebung 19 ist mit dem Gehause der Steuer-und Antriebseinheit s verbunden und somit Bestandteil der abnehmbaren Bugsteuervorrichtung.