[發明專利]船舵

有效

• 申請號: 200810095179.8
• 申請日: 2008-01-08
• 公開（公告）號: CN101380996A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 馬蒂亞斯·克盧格;亨寧·庫爾曼
• 申請（專利權）人: 貝克船舶系統有限及兩合公司
• 主分類號: B63H25/08
• 分類號: B63H25/08;B63H25/38
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 俞海舟

技術領域

本發明涉及一種船舵。

背景技術

公知舵系的舵桿筒由鍛鋼組成，從而這種舵系具有很高的重量。

發明內容

本發明的目的在于，為結構件舵桿找到一種鍛鋼的替代材料。但單獨替換結構件舵桿上的材料會導致整個系統出現困難，例如由于結構件舵桿和舵桿筒剛性上的差別過大而超過允許的最大軸承間隙。出于這一原因，同樣也要替換舵桿筒的材料，方法是提供一種重量輕的舵桿筒，其盡管重量輕但仍具有很高的抗彎強度和抗扭強度。

該目的依據一種根據本發明的舵得以實現，該船舵包括舵葉及保持和支承在舵桿筒內的舵桿。根據本發明規定，船廠方面準備的、在船結構外面的由鋼或其它合適材料制成的桿筒管被裝入舵葉內且一直達到壓頭箱的底緣，舵桿筒由纖維復合材料制成并且被插入船結構上的所述桿筒管內，其中，在將舵桿筒在船結構的所述桿筒管內定向后，這兩個結構件之間形成的間隙利用澆鑄樹脂澆鑄或者兩個結構件相互粘接。

本發明的特征因此在于，舵系的舵桿筒由舵葉、舵桿構成并且舵桿筒由纖維復合材料制成，并在船廠方面準備的、船結構外面一直達到壓頭箱底緣的桿筒管內插入和定向后進行澆鑄或者粘接。

纖維復合結構的舵桿筒與船結構的鋼結構一體化如同尾管(stern?tube)上那樣進行：將舵桿筒插入船廠準備的、在船結構外面的一直達到壓頭箱底緣的桿筒管內、定向并然后澆鑄或者粘接。為船結構桿筒管的底緣應找到具體解決方案(例如裝入軟材料的楔形環)，以便在這里降低纖維復合材料的桿筒管內的局部應力集中。

利用舵桿筒依據本發明的構成達到以下優點：作為鍛鋼選擇材料的主要理由是大型鍛件不易購置和高成本。在與有效的制造方法結合下使用纖維復合材料帶來成本優勢。使用纖維復合材料的舵桿同樣需要替換舵桿筒的材料。采用纖維復合材料與鍛鋼結構件相比的優點是明顯減輕重量。借助粘接法將舵桿筒裝入船結構上準備的船結構內帶來工藝優勢，如可以更好定向、取消焊接和焊接延遲。

除了舵桿筒由纖維復合材料構成外，按照本發明的另一實施方式，舵系統的舵桿也由纖維復合材料制成。

纖維復合材料為碳素纖維復合材料或者由含有環氧樹脂基的碳素纖維組成或者為含有聚酯樹脂基的玻璃纖維復合材料。

按照另一種構成，舵桿和/或者舵桿筒按照纖維纏繞法(Filamentwinding)制造。

使用纖維復合材料的舵桿筒和/或者舵桿在一種舵上特別具有優點，其舵桿筒作為懸臂梁具有用于容納舵葉的舵桿的中心內部長孔并構成為一直伸入到與舵桿端連接的舵葉內，其中，用于支承舵桿的軸承設置在舵桿筒的內部長孔內，舵桿利用其自由端伸入舵葉的間隙、收縮處或者這類部位內，其中，舵桿在其端區內以一個段從舵桿筒引出并利用該段的末端與舵葉連接，其中，舵桿與舵葉的連接處于螺旋槳軸中心的上方以及其中用于在舵桿筒內支承舵桿的內側軸承設置在舵桿筒的端區內。

纖維復合材料舵桿筒的高度穩定性和抗彎強度可以使舵桿的軸承設置在舵桿筒的端區內，而且即使在舵桿具有較大長度的情況下。只有舵桿的這種支承設置才可以使作用于舵的舵葉的壓力得到吸收。

此外，舵桿具有由金屬材料、特別是熟鐵制成的端段和一個與端段連接的由非金屬材料制成的桿中段。

按照另一種實施方式，舵桿由非金屬材料組成的桿中段由碳素纖維復合材料或者由碳素纖維，優選由石墨纖維組成。

舵桿的由熟鐵制成的兩個端段在它們相對的端面上具有軸頸式收縮的栓柱形段，所述的栓柱形段的環形表面設有作為用于由碳素纖維制成的桿中段的附著面的結構部，所述結構部以繞組的形式環繞端段上的栓柱形段，其中，碳素纖維在沿著桿中段的長度延伸的整個繞組區域內采用澆鑄樹脂外包層和澆鑄。

舵桿這種構成帶來的優點是，可以為水上運輸工具的舵制造大長度、大直徑和高重量的舵桿，而整個舵桿無需為此均由熟鐵制成，因為舵桿的端段由熟鐵制成，而舵桿處于端段之間的中段由非金屬材料制成，而且特別是由碳素纖維復合材料或者由碳素纖維、優選由石墨纖維以纏繞舵桿的桿中段方式形成，其中，碳素纖維復合材料或碳素纖維的繞組一直延伸到舵桿端段的相對的末端內并與其固定連接。按照這種方式提供一種舵桿，其端段由熟鐵組成并因此可以承受最高負荷。此外，舵桿的由熟鐵組成的端段將支承舵桿的軸承容納在舵桿筒內。

如果整個舵桿例如由碳素纖維復合材料制成并按照纖維纏繞法制造的話，可以取消熟鐵的端段。在這種構成中，抗彎強度和抗扭強度均不受影響。

附圖說明

附圖舉例示出本發明的主題。其中：

圖1示出船尾區域內的舵設置及一個設置在舵桿筒內的舵桿的側視圖；