DE102011110884A1 - Rowing device for a watercraft - Google Patents
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Abstract
Eine Rudervorrichtung für ein Wasserfahrzeug weist ein Spatenruder mit einem durch die Außenwandung des Wasserfahrzeugs geführten Ruderschaft auf. Der Ruderschaft ist aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet und innerhalb des Wasserfahrzeugs in einem Gleitlager gelagert. Dort ist er mit einem um eine Längsachse des Ruderschaftes schwenkbaren Ruderhebel bewegungsgekoppelt. An dem innerhalb des Wasserfahrzeugs angeordneten Ende des Ruderschaftes ist ein Befestigungsbauteil für den Ruderhebel angeordnet. Dieses Befestigungsbauteil bildet auch einen Teil des Gleitlagers.A rudder device for a watercraft has a spade rudder with a rudder shaft guided through the outer wall of the watercraft. The rudder stock is formed of a fiber composite material and stored within the watercraft in a plain bearing. There it is motion-coupled with a pivotable about a longitudinal axis of the rudder shaft rudder lever. At the arranged inside the vessel end of the rudder stock a fastening member for the rudder lever is arranged. This fastening component also forms part of the sliding bearing.
Description
Die Erfindung betrifft eine Rudervorrichtung für ein Wasserfahrzeug mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a rudder device for a watercraft with the features specified in the preamble of claim 1.
Den Ausgangspunkt der Erfindung bilden Rudervorrichtungen mit einem Spatenruder. Spatenruder weisen in der Regel einen innerhalb eines Wasserfahrzeugs in einem Gleitlager gelagerten Ruderschaft auf, an dem außenseitig des Wasserfahrzeugs ein trapezförmiges, halbelliptisches oder elliptisches Ruderblatt angeordnet ist.The starting point of the invention are rudder devices with a spade rudder. Spade rudders generally have a rudder shaft mounted inside a watercraft in a sliding bearing on which a trapezoidal, semi-elliptical or elliptical rudder blade is arranged on the outside of the watercraft.
Es sind sowohl aus Stahl als auch aus Faserverbundwerkstoff ausgebildete Ruderschäfte bekannt. Ruderschäfte aus Faserverbundwerkstoff zeichnen sich durch ihr vergleichsweise geringes Gewicht aus. Werden diese Ruderschäfte aber in größeren Rudervorrichtungen und insbesondere in Rudervorrichtungen, bei denen das Ruder mittels eines Linearantriebs über einen an dem Ruderschaft befestigten Ruderhebel verstellt wird, eingesetzt, ist der Ruderschaft konstruktiv aufwendig mit einem metallischen, vorzugsweise aus Stahl ausgebildeten Endstück ausgestattet, an dem die verhältnismäßig großen Drehmomente in den Ruderschaft eingeleitet werden. Dieses Endstück bildet dann das von dem Ruderblatt abgewandte Ende des Ruderschaftes.There are known both steel and fiber composite rudder shafts known. Rowing shafts made of fiber composite material are characterized by their comparatively low weight. However, if these rudder stems are used in larger rudder devices and in particular in rudder devices in which the rudder is adjusted by means of a linear drive via a rudder lever attached to the rudder stock, the rudder stock is structurally elaborately equipped with a metallic end piece, preferably made of steel, on which the relatively large torques are introduced into the rudder stock. This tail then forms the end remote from the rudder blade of the rudder stock.
Da eine direkte Lagerung des Ruderschaftes in dem erforderlichen Gleitlager mit einem erheblichen Verschleiß des Ruderschaftes verbunden wäre, ist es erforderlich, den Ruderschaft in dem Bereich, in dem er durch das Gleitlager geführt ist, außenseitig mit einem Laufring aus einem Lagermaterial auszustatten. Sowohl das Erfordernis eines stählernen Endstücks als auch eines Lagerings machen die Herstellung eines Ruderschaftes aus Faserverbundwerkstoff gegenüber der Herstellung eines Ruderschaftes aus Stahl, bei dem es sich um ein einfaches Schmiedeteil handeln kann, aufwendig und damit kostspielig.Since a direct bearing of the rudder stock in the required slide bearing would be associated with significant wear of the rudder stock, it is necessary to provide the rudder stock in the area in which it is guided by the slide bearing, on the outside with a raceway made of a bearing material. Both the requirement of a steel end piece and a bearing ring make the production of a rudder stock made of fiber composite compared to the production of a steel rudder stock, which may be a simple forging, consuming and thus costly.
Ein weiterer Nachteil von Ruderschäften aus Faserverbundwerkstoff mit einem stählernen Endstück und einem Laufring ist darin zu sehen, dass der Laufring aufgrund des das Ende des Ruderschaftes bildenden Endstücks mit vergleichsweise großem Abstand von dem Ende des Ruderschaftes angeordnet sein muss, obwohl die Lagerung des Ruderschaftes Idealerweise an dem im Inneren des Wasserfahrzeugs angeordneten Ende des Ruderschaftes erfolgen sollte.Another disadvantage of rudder shafts made of fiber composite material with a steel end piece and a raceway is the fact that the race must be arranged due to the end of the rudder stock forming end piece with a relatively large distance from the end of the rudder stock, although the storage of the rudder stock Ideally should take place in the interior of the vessel arranged end of the rudder stock.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rudervorrichtung mit einem aus Faserverbundwerkstoff ausgebildeten Ruderschaft eines Spatenruders zu schaffen, die die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist.Against this background, the invention has for its object to provide a rudder device with a formed of fiber composite rudder stock of a Spatenruders, which does not have the disadvantages described above.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Rudervorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Rudervorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. Hierbei können gemäß der Erfindung die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale jeweils für sich, aber auch in geeigneter Kombination die erfindungsgemäße Lösung nach Anspruch 1 weiter ausgestalten.This object is achieved by a rudder device with the features specified in claim 1. Advantageous developments of this rudder device will become apparent from the dependent claims, the following description and the drawings. In this case, according to the invention, the features specified in the dependent claims in each case, but also in a suitable combination, the inventive solution according to claim 1 further.
Die erfindungsgemäße Rudervorrichtung für ein Wasserfahrzeug weist ein Spatenruder mit einem durch die Außenwandung des Wasserfahrzeugs geführten Ruderschaft auf. In üblicher Weise ist an dem außenseitig des Wasserfahrzeugs befindlichen Abschnitt des Ruderschaftes ein vorzugsweise aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildetes Ruderblatt angeordnet. Der Ruderschaft ist ebenfalls aus einem Faserverbundwerkstoff, beispielsweise aus glas- oder kohlefaserverstärktem Kunststoff und zwecks Gewichtseinsparung bevorzugt hohl ausgebildet. Innerhalb des Wasserfahrzeugs ist der Ruderschaft in einem Gleitlager gelagert und dort, d. h. ebenfalls innerhalb des Wasserfahrzeugs mit einem um eine Längsachse des Ruderschaftes schwenkbaren Ruderhebel bewegungsgekoppelt. Bei dem Gleitlager handelt es sich um ein Radiallager.The rudder device according to the invention for a watercraft has a spade rudder with a rudder shaft guided through the outer wall of the watercraft. In the usual way, a preferably made of a fiber composite rudder blade is arranged on the outside of the vessel located portion of the rudder stock. The rudder stock is also preferably made of a fiber composite material, for example made of glass or carbon fiber reinforced plastic and for the purpose of weight saving preferably hollow. Within the vessel, the rudder stock is stored in a plain bearing and there, d. H. also within the vessel with a pivotable about a longitudinal axis of the rudder shank rudder lever motion coupled. The plain bearing is a radial bearing.
Gemäß der Erfindung ist an dem innerhalb des Wasserfahrzeugs angeordneten Ende des Ruderschaftes ein Befestigungsbauteil für den Ruderhebel angeordnet, das gleichzeitig einen Teil des Gleitlagers bildet. Das Befestigungsbauteil ist drehfest mit dem Ruderschaft verbunden. Einerseits erfolgt an diesem Befestigungsbauteil die Drehmomenteinleitung in den Ruderschaft über den mit dem Befestigungsbauteil verbundenen Ruderhebel, andererseits bildet das Befestigungsbauteil aber auch die Kontaktfläche zu einer in dem Wasserfahrzeug starr angeordneten äußeren Lagerbuchse des Gleitlagers. Auf diese Weise ist der bislang außenseitig des Ruderschaftes angeordnete separate Laufring zur Gleitlagerung nicht mehr erforderlich. Weiter vorteilhaft erfolgen sowohl die Drehmomenteinleitung in den Ruderschaft als auch die Lagerung des Ruderschaftes in unmittelbarer Nähe des innerhalb des Wasserfahrzeugs angeordneten Endes des Ruderschaftes. Dies ermöglicht eine sehr kompakte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rudervorrichtung und macht sie insbesondere zum Einsatz in einem Unterseeboot geeignet, bei dem die Rudervorrichtungen als Tiefenruder verwendet werden können, die mit Ausnahme des Ruderblattes üblicherweise in dem vergleichsweise beengten Zwischenraum zwischen dem Druckkörper des Unterseeboots und einer außenseitig des Druckkörpers angeordneten Außenhaut angeordnet sind.According to the invention, a fixing member for the rudder lever is arranged at the arranged within the vessel end of the rudder stock, which simultaneously forms a part of the sliding bearing. The fastening component is rotatably connected to the rudder stock. On the one hand, the torque introduction into the rudder shaft takes place at this fastening component via the rudder lever connected to the fastening component, but on the other hand, the fastening component also forms the contact surface with a rigid outer bearing bush of the plain bearing in the watercraft. In this way, the previously arranged on the outside of the rudder stock separate race for sliding bearing is no longer required. Further advantageously, both the torque introduction into the rudder stock and the storage of the rudder stock take place in the immediate vicinity of the end of the rudder stock arranged inside the vessel. This allows a very compact design of the rudder device according to the invention and makes them particularly suitable for use in a submarine, in which the rudder devices can be used as a rudder, with the exception of the rudder blade usually in the comparatively narrow space between the pressure hull of the submarine and an outside of the Pressure body arranged outer skin are arranged.
Das Befestigungsbauteil ist zweckmäßigerweise aus einem Material ausgebildet, welches einerseits gute Festigkeitseigenschaften und andererseits gute Lagereigenschaften aufweist. Bevorzugt ist das Befestigungsbauteil aus Stahl ausgebildet. Die das Befestigungsbauteil umgebenden Laufflächen der Lagerbuchsen können in bekannter Weise z. B. aus Sintermetallen, Keramik, Graphit oder Kunststoff ausgebildet sein. The fastening component is expediently formed from a material which on the one hand has good strength properties and on the other hand good bearing properties. Preferably, the fastening member is formed of steel. The surrounding the fastening component running surfaces of the bearing bushes can in a known manner z. B. of sintered metals, ceramics, graphite or plastic.
Vorteilhaft kann das Befestigungsbauteil mit dem Ruderschaft mittels einer Klebverbindung verbunden sein. Demzufolge weisen der Ruderschaft und das Befestigungsbauteil zumindest eine gemeinsame, möglichst großflächige Kontaktzone auf, in der sie mittels eines geeigneten Klebstoffs stoffschlüssig miteinander verbunden sind.Advantageously, the fastening component can be connected to the rudder stock by means of an adhesive bond. Consequently, the rudder stock and the fastening component have at least one common, as large as possible contact zone, in which they are connected to one another by means of a suitable adhesive cohesively.
Daneben kann es auch zweckmäßig sein, das Befestigungsbauteil mit dem Ruderschaft mittels Formschlusselementen, wie z. B. Niete, Stifte oder Passschrauben zu verbinden. Hierzu sind zweckmäßigerweise sowohl an dem Befestigungsbauteil als auch an dem Ruderschaft Ausnehmungen und/oder Durchbrechungen vorzusehen, wobei ein Formschlusselement gleichzeitig in eine an dem Befestigungsbauteil ausgebildete Ausnehmung oder Durchbrechung und in eine an dem Ruderschaft ausgebildete Ausnehmung oder Durchbrechung eingreift. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der das Befestigungsbauteil mit dem Ruderschaft verklebt ist, wobei die Klebverbindung von Befestigungsbauteil und Ruderschaft mit Formschlusselementen oben genannter Art zusätzlich gesichert wird.In addition, it may also be appropriate, the fastening component with the rudder shank by means of positive locking elements, such. B. rivets, pins or screws to connect. For this purpose, recesses and / or openings are expediently provided both on the fastening component and on the rudder stock, wherein a form-locking element simultaneously engages in a recess or opening formed on the fastening component and in a recess or opening formed on the rudder stock. Particularly advantageous is an embodiment in which the fastening component is glued to the rudder stock, wherein the adhesive bond of fastening member and rudder stock is additionally secured with form-fitting elements of the above-mentioned type.
Das Befestigungsbauteil weist vorteilhaft einen Beschlag auf, an dem der Ruderhebel formschlüssig festgelegt ist. Dieser Beschlag ist vorzugsweise an dem Befestigungsbauteil in einem Bereich in Verlängerung des Ruderschaftes, d. h. in Richtung der Längsachse des Ruderschaftes hinter dem Ende des Ruderschaftes ausgebildet, wo er zweckmäßigerweise achsgleich mit dem Ruderschaft vorsteht. An dem Beschlag kann der Ruderschaft beispielsweise angeflanscht sein.The fastening component advantageously has a fitting on which the rudder lever is fixed in a form-fitting manner. This fitting is preferably on the fastening component in an area in extension of the rudder stock, d. H. formed in the direction of the longitudinal axis of the rudder stock behind the end of the rudder stock, where it expediently projects coaxially with the rudder stock. For example, the rudder stock can be flanged to the fitting.
Bevorzugt wird der Beschlag von einem Vorsprung mit einem nicht rotationssymmetrischen und vorzugsweise polygonen Querschnitt gebildet, der an einer von dem Ruderschaft abgewandten Stirnseite des Befestigungsteils auskragt. Dieser Vorsprung greift vorteilhaft in eine an dem Ruderhebel ausgebildete Ausnehmung bzw. Durchbrechung ein, deren Querschnitt mit dem Querschnitt des Vorsprungs korrespondiert. Auf diese Weise ist der Ruderhebel in seiner Schwenkrichtung formschlüssig an dem Befestigungsbauteil festgelegt.Preferably, the fitting is formed by a projection with a non-rotationally symmetrical and preferably polygonal cross section, which protrudes at an end face remote from the rudder stock of the fastening part. This projection advantageously engages in a recess or opening formed on the rudder lever, the cross section of which corresponds to the cross section of the projection. In this way, the rudder lever is fixed positively in its pivoting direction on the fastening component.
Vorzugsweise ist zumindest ein innerhalb des Wasserfahrzeugs angeordneter Endabschnitt des Ruderschaftes hohl ausgebildet. Korrespondierend zum Außen- und Innendurchmesser des Ruderschaftes in diesem Endabschnitt, in dem der Ruderschaft zweckmäßigerweise zylindrisch ausgebildet ist, ist an dem Befestigungsbauteil bevorzugt eine zu dem Querschnitt des Ruderschaftes komplementäre Ringnut ausgebildet, in die der Ruderschaft eingreift, Auf diese Weise bildet sowohl die Außenwand des Ruderschaftes als auch dessen Innenwand Kontaktflächen mit dem Befestigungsbauteil, an denen der Ruderschaft mit dem Befestigungsbauteil jeweils mittels einer Klebverbindung verbunden sein kann, was eine besonders sichere Verbindung von Ruderschaft und Befestigungsbauteil gewährleistet.Preferably, at least one end portion of the rudder stock disposed within the watercraft is hollow. Corresponding to the outer and inner diameter of the rudder stock in this end portion, in which the rudder stock is expediently cylindrical, a complementary to the cross section of the rudder shank annular groove is preferably formed on the fastening component, in which engages the rudder shank, in this way forms both the outer wall of Rudder shaft and its inner wall contact surfaces with the fastening component, where the rudder stock can be connected to the fastening component in each case by means of an adhesive bond, which ensures a particularly secure connection of rudder stock and fastening component.
Weiter bevorzugt weisen eine die Ringnut begrenzende Außenwandung und eine die Ringnut begrenzende Innenwandung des Befestigungsbauteils sowie der Ruderschaft jeweils mindestens eine hinsichtlich ihrer Lage und ihres Querschnitts korrespondierende Durchbrechung zur Aufnahme eines Formschlusselementes auf. Die Durchbrechungen, die an den die Ringnut begrenzenden Außen- und Innenwandungen ausgebildet sind, erstrecken sich in radialer Richtung durch das Befestigungsbauteil. Korrespondierend hierzu erstreckt sich auch die zumindest eine an dem Ruderschaft ausgebildete Durchbrechung radial durch den Ruderschaft. Wenn der Ruderschaft in die an dem Befestigungsbauteil ausgebildete Ringnut eingreift und der Ruderschaft in der Ringnut derart ausgerichtet ist, dass die zumindest eine Durchbrechung an der Außenwandung, die zumindest eine Durchbrechung an der Innenwandung und die zumindest eine Durchbrechung an dem Ruderschaft miteinander fluchten, bilden sie gemeinsam einen länglichen Aufnahmeraum für ein Formschlusselement, das den Ruderschaft in Richtung seiner Längsachse an dem Befestigungsbauteil festlegt. In radialer Richtung ist der Ruderschaft an dem Befestigungsbauteil durch Formschluss mit den die Ringnut des Befestigungsbauteils begrenzenden Seitenwänden festgelegt.More preferably, an outer wall delimiting the annular groove and an inner wall of the fastening component bounding the annular groove and the rudder stock each have at least one aperture corresponding to their position and cross section for receiving a positive locking element. The apertures, which are formed on the outer and inner walls delimiting the annular groove, extend in the radial direction through the fastening component. Corresponding to this, the at least one opening formed on the rudder shaft also extends radially through the rudder stock. When the rudder post engages in the annular groove formed on the attachment member and the rudder post is aligned in the annular groove such that the at least one aperture on the outer wall is aligned with the at least one aperture on the inner wall and the at least one aperture on the rudder post together with an elongated receiving space for a form-fitting element which defines the rudder post in the direction of its longitudinal axis on the fastening component. In the radial direction of the rudder stock is fixed to the fastening component by positive engagement with the side walls bounding the annular groove of the fastening component.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention is explained in more detail with reference to an embodiment. In the drawing shows:
Das Rohr
In dem Rohr
Das Befestigungsbauteil
An dem Befestigungsbauteil
Radial außenseitig ist an dem Absatz
An dem Abschnitt
Korrespondierend zu den Durchbrechungen
Wie
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Außenhautshell
- 44
- Durchbrechungperforation
- 66
- Rohrpipe
- 88th
- Ruderschaftrudder
- 1010
- Rudervorrichtungrudder device
- 1212
- Ruderblattrudder blade
- 1414
- Gleitlagerbearings
- 1616
- Gleitlagerbearings
- 1818
- Befestigungsbauteilattachment member
- 2020
- Abschnittsection
- 2222
- Stirnseitefront
- 2424
- Vorsprunghead Start
- 2626
- Durchbrechungperforation
- 2828
- Stirnseitefront
- 3030
- Absatzparagraph
- 3232
- Absatzparagraph
- 3434
- Ringnutring groove
- 3636
- Klebschichtadhesive layer
- 3838
- Durchbrechungperforation
- 4040
- Außenwandungouter wall
- 4242
- Innenwandunginner wall
- 4444
- Durchbrechungperforation
- 4646
- RuderhebelRuderhebel
- AA
- Längsachselongitudinal axis
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