[發明專利]用纖維復合材料制成的帶有防火艙壁通孔的軸

有效

• 申請號: 201380056391.2
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN104769294B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: R·馬洛維奇;G·盧茨
• 申請（專利權）人: 哈克弗斯有限公司
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02;B63H23/34
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 張春媛,閻娬斌

技術領域

本發明涉及用復合纖維材料制成的扭矩傳遞軸(也稱為復合空心軸或者纖維復合軸)，優選地是貫穿艙壁的船舶輸入軸，艙壁將相鄰的船艙相互隔開，并且橫向于船體的縱軸嵌入。

背景技術

艙壁用于一方面將船體分割成獨立的防水艙，另一方面形成防火艙。

特別的是，本發明涉及位于馬達和螺旋槳、變速箱或者發電機(通常稱作主驅動裝置)之間的扭矩傳遞輸入軸。

萬一船舶的設置有纖維復合軸的一個隔艙中起火，則纖維復合軸有發生燃燒的危險。為此，帶有此類軸的安裝設施和艙壁通孔由船舶分類機構批準，在大多數情況下，僅僅服從在纖維復合軸和在艙壁通孔處安裝用于滅火的噴水設施的限制條件。

在特殊情況下，即使是噴水設施的安裝不足，分類機構也不會批準例如在驅動馬達和變速箱或者發電機之間安裝用纖維復合材料制成的實際有利的輕質輸入軸，因為如果噴水設施出故障并且纖維復合軸完全燃燒，阻火艙壁上會出現軸徑大小的孔。因此存在火會從著火的船艙中快速蔓延到未起火的相鄰船艙中的危險。

發明內容

因此，現在，本發明的目的在于以防火的方式配置輸入軸和/或包括輸入軸的裝置，同時使裝備技術開支或者成本或者建造空間的需要最小化。

該目的由本發明的輸入軸和/或本發明的船舶實現，其中本發明的輸入軸具有輸入側接口和輸出側接口以及安裝在兩者之間的用纖維復合材料制成的至少一根復合空心軸，特征在于：該輸入軸具有布置在輸入側接口和輸出側接口之間的由不易燃的材料制成的至少一段，其中，由不易燃材料制成的所述段由金屬管形成；其中，本發明的船舶包括船體和橫向于船體的縱軸延伸的至少一個艙壁、馬達和用于馬達和變速箱的扭矩傳遞連接的輸入軸，該輸入軸穿過艙壁，并具有由纖維復合材料制成的至少一根復合空心軸，特征在于：該輸入軸具有至少一段，該段布置在穿過艙壁的通孔區域中、連接到復合空心軸、并且由不易燃的材料制成，其中，由不易燃的材料制成的所述段由金屬管形成。

本發明用于實施在輸入側接口和輸出側接口之間在它穿過艙壁的位置處有至少一個不易燃的段的纖維復合軸，更特別的是為它裝備薄壁輕質管段，該管段最好是鋼制的，并且帶有兩個封頭(更特別的是用蓋子)，最好也是鋼制的。因此，具有兩個封頭(下面也稱為"閘門")的管段最好被集成到纖維復合軸中。萬一纖維復合軸的位于著火隔艙中的部分被燒掉，用不易燃材料和/或鋼制成的閘門可以保證艙壁的防火安全，因為艙壁上不會出現孔。

該段的外徑最好小于纖維復合軸的外徑。因此，該段可以插進纖維復合軸中，并且用徑向螺栓固定在纖維復合軸上。

根據一個有利的實施方式，纖維復合材料是纖維增強塑料，最好是玻璃纖維增強塑料，更特別的是玻璃纖維增強環氧塑料。因此，可以選擇廉價的材料，同時可以實現安全要求。換句話說，幸虧有該段，才可以不管纖維復合材料的可燃性，而選擇纖維復合材料。用環氧樹脂可以實現高強度和長使用壽命。

最好，用不易燃材料制成的該段被連接到一段復合空心軸的每一端。因此，該段可以被配置成復合空心軸的軸向節段，并且具有該段的軸可以單獨保證防火安全。

根據一個有利的實施方式，用不易燃的材料制成的段由金屬管形成。這允許低成本的、旋轉對稱的布置，并且允許結構簡單的艙壁密封。不需要額外的設施或者獨立于傳動系統的安全裝置，就可以增強防火安全。相對于常規的復合空心軸，建造空間要求不高。

根據一個有利的實施方式，金屬管的一側或者兩側用金屬蓋封閉。同樣，蓋子可以選擇性地用不易燃的非金屬材料制成。因此可以進一步改善防火安全。火不會快速蔓延過該段。(相應的)蓋子最好橫向于驅動軸的旋轉軸線步置。此外，蓋子的前側最好連接到該段的法蘭上，更特別的是沿軸向用螺栓連接到法蘭上。

根據一個有利的實施方式，金屬管借助徑向螺栓連接到復合空心軸。因此可以保證安全的組裝。如果該軸已經布置在其最終位置，該段也可以連接到軸上。由于螺栓是徑向排列，因此穿過艙壁組裝不復雜。

根據一個有利的實施方式，徑向螺栓被插進復合空心軸的徑向通孔，并且作用于復合空心軸的外殼表面上。這類連接不需要空心軸上有任何其他凹痕或者標記。

根據一個有利的實施方式，每個徑向通孔中布置一個套筒，該套筒嵌入該段中。這允許沿軸向精確定位，并且力可以借助套筒沿軸的軸向傳遞。

根據一個有利的實施方式，金屬管的至少一端具有法蘭，金屬管通過該法蘭借助沿驅動軸的軸向布置的螺栓連接到復合空心軸上，其中這些螺栓用插入復合空心軸的徑向孔中的十字頭螺母螺栓固定。