EP2493757B1 - Ruder für schiffe - Google Patents

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EP2493757B1
EP2493757B1 EP10779491.9A EP10779491A EP2493757B1 EP 2493757 B1 EP2493757 B1 EP 2493757B1 EP 10779491 A EP10779491 A EP 10779491A EP 2493757 B1 EP2493757 B1 EP 2493757B1
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EP
European Patent Office
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rudder
hull
stock
bearing
blade
Prior art date
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Active
Application number
EP10779491.9A
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English (en)
French (fr)
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EP2493757A1 (de
Inventor
Frank Herbst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VAN DER VELDEN BARKEMEYER GmbH
Original Assignee
Van Der Velden Barkemeyer GmbH
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Publication date
Application filed by Van Der Velden Barkemeyer GmbH filed Critical Van Der Velden Barkemeyer GmbH
Priority to PL10779491T priority Critical patent/PL2493757T3/pl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/38—Rudders

Definitions

  • the invention relates to a rudder for ships according to the preamble of claim 1.
  • Such a rudder comprises a rudder blade rotatably mounted on a hull, a rudder shank connected to the rudder blade, and a rudder box integrated into the hull and cantilevered on one side and extending into a recess of the rudder blade with a coker tube receiving the rudder stock.
  • Known rudder is an example made of wrought iron Kokerrohr connected to a ship's hull and extends in the manner of a Kragconstrus from the hull in a designated recess of a rudder blade.
  • the rudder shaft is guided, which connects the rudder blade with a rowing machine and is operated for rotating the rudder blade for the purpose of a course change, course correction or price stabilization in the operation of a ship.
  • the DE 19949087 A1 describes a storage of a steel cylinder connected to a rudder blade via two bottom brackets on a rudder trunk.
  • Object of the present invention is to provide a rudder for ships, which allows a recording of bending forces exclusively on the Kokerrohr, so that the rudder stock does not have to absorb bending forces.
  • the rudder blade is mounted on the Kokerrohr via a lower bearing and an offset to the lower bearing along the Kokerrohr, upper bearing.
  • the present invention provides for providing two outer bearings on the Kokerrohr, which support the rudder blade relative to the Kokerrohr.
  • the bearings are in this case as exclusively radial forces receiving plain bearings, trained so that they act on the rudder blade lateral bending forces in the radial direction in the Kokerrohr and on the Kokerrohr directly into the hull.
  • the rudder stock does not absorb any bending forces acting on the rudder blade.
  • a storage of the rudder stock on Kokerrohr is not required and advantageously not provided to avoid overdetermined storage, so that the rudder stock is not supported on the hull of the manner of a Krag.s projecting Kokerrohr.
  • the rudder stock is used solely to initiate a torsional force in the rudder blade to place the rudder blade.
  • the rudder stock Due to the fact that the rudder stock does not have to absorb any bending forces, the rudder stock can be made lighter and cheaper. This reduces on the one hand the manufacturing effort, and on the other hand, the arrangement is also in large ships with large rudder blades (which can weigh more than 100t) used, which are supported in operation in a reliable manner by the Kokerrohr. Furthermore, it is possible to make the corresponding rudder blades slimmer and thus more hydrodynamically favorable because the thickness of the bearings used can be reduced.
  • the lower bearing at a lower end of the Kokerrohres and the upper bearing on Kokerrohr in the region of the upper, the ship's hull facing edge of the rudder blade is arranged to achieve the greatest possible distance between the lower bearing and the upper bearing and thus a favorable leverage to effect.
  • the rudder stock is advantageously received in an inner bore of the Kokerrohres, the rudder stock, however, a sufficient game to Kokerrohr has, so that can not get into contact with the Kokerrohr in operation even with large loads of the rudder blade of the rudder stock.
  • the coker tube is at least partially cone-shaped such that its outer diameter increases towards the end connected to the hull, the inner diameter of the coker tube being substantially constant.
  • the wall thickness of the Kokerrohres increases to the hull and is suitable to take even large bending forces and initiate into the hull.
  • the coker tube in the region of the lower bearing and the upper bearing each have a cylindrical bearing portion against which rest the lower bearing and the upper bearing and support the rudder blade relative to the Kokerrohr. If more than two bearings are provided, correspondingly cylindrically shaped bearing sections can be provided on the coker tube.
  • the bearings which are arranged on the rudder blade during assembly and are attached to the coker tube together with the rudder blade are designed as closed rings, an assembly of the rudder blade on the coker tube is only by attaching the rudder blade from below onto the coker tube on the ship's hull possible.
  • the example designed as radial plain bearing bearings as a split bearing such that the rudder blade are attached laterally to the Kokerrohr can and thus a simple lateral mounting of the rudder blade on the ship is possible.
  • the bearings are thus not in the form of a closed ring, but can be divided into at least two halves (in this case forming) halves, which are joined together during assembly to form a closed ring and form the camp in the assembled state.
  • the upper bearing is advantageously designed as a shared bearing in this sense, to facilitate the assembly of this upper bearing at the top, the ship's hull facing area of the Kokerrohres.
  • the rudder stock in the axial direction of several parts for example, form two parts, with the individual rudder shank parts a coupling are connected to one another such that the torsional forces to be transmitted via the rudder stock can be introduced into the rudder.
  • Conceivable is a rigid connection of the rudder stem parts with each other, but also a hinged coupling.
  • the rudder length can be limited to a technologically favorable level: In a two-piece rudder stock then instead of a single long piece (which may have a length of more than 10m in large ships), two pieces each with half the length and then only connected with each other. This considerably facilitates the production of the rudder stock.
  • the rudder stock can thus be not only thinner and thus lighter than conventional formed by the storage of the rudder and rudder blade rudder assembly on the rudder blade on the Kokerrohr - without direct support of the rudder shaft on Kokerrohr, but also in several parts composed of several pieces.
  • the rudder stem parts can rather be made in individual, separate pieces and subsequently connected (rigidly coupled and articulated).
  • the rudder trunk in addition to the manner of a Kragkons from the hull in the recess of the rudder blade extending lower Kokerrohres an upper Kokerrohr, which extends at least partially in the hull.
  • the upper coker tube is in connection with the lower coker tube and serves to receive the rudder stock in the area of the ship's hull.
  • this upper Kokerrohr may be at least partially made of plastic, such as a fiber-reinforced plastic composite produced.
  • the upper Kokerrohr must at least partially absorb no large forces in the region of the hull and therefore may be made weaker.
  • the upper Kokerrohr may therefore be made in sections of plastic, which still ensures sufficient power absorption with significant weight reduction and causes a sealing sheathing of the rudder stock in the area of the ship's hull.
  • Fig. 1 to 4 show a rudder 1 of a ship, in which a rudder blade 10 about a rotation axis D is rotatably mounted on a hull 2.
  • the rudder blade 10 is here arranged in the flow direction in advance of the ship behind a rotatable about a propeller shaft 30 about a propeller shaft P propeller 3 and connected to a rudder stock 11, which introduces a torque in the rudder blade 10 for rotating the rudder blade 10 and thus the rudder blade 10 for the purpose of a course change, course correction or price stabilization.
  • rudder shown a rudder trunk 20 for supporting the rudder blade 10 provided on the hull 2.
  • the rudder trunk 20 is formed by a kind of Kragconstrus from the hull 2 protruding, in a recess 101 in the rudder blade 10 extending, lower Kokerrohr 200 and an upper Kokerrohr 205 which receive the rudder stock 11 in an inner bore 204.
  • the rudder blade 10 has in its interior a rib structure 103, which ensures the structural stability of the rudder blade 10.
  • the recess 101 in the rudder blade 10 for receiving the Kokerrohres 200 is box-shaped, extending from the upper, the hull 2 facing side of the rudder blade 10 in the rudder blade 10 and is sealed by lateral, watertight welded ribs 102 to the interior of the rudder blade 10 back ,
  • the rudder blade 10 may be wholly or partly made of steel or a plastic composite, in particular a fiber-reinforced composite.
  • the rudder stock 11 is connected at its upper end with a rowing machine and at its lower end with the rudder blade 10.
  • the rudder stock 11 has a lower cone-shaped end portion 111, which is arranged in a clamp 100 welded to the rudder blade 10 and forms a press bond with the ram 100.
  • a nut 113 is attached to a threaded end 112 of the rudder stock 11, which causes a pressing fit of the end portion 111 in the block 100.
  • the rudder stock 11 is held by a thrust bearing 114, which defines the rudder stock 11 in the axial direction and holds the rudder blade 10 over the rudder stock 11.
  • the thrust bearing 114 is thereby surrounded by the surrounding fixed ship structure 203 on the hull 2, as in Fig. 3 shown, recorded.
  • the thrust bearing 114 may also be integrated into a rowing machine engaging the upper end of the rudder stock to operate the rudder.
  • the lower Kokerrohr 200 serves to support the rudder blade 10.
  • a lower bearing 21 and an upper bearing 22 are provided in the sense of the present invention, via the rudder blade 10 at the coker tube 200 is mounted.
  • the bearings 21, 22 are in this case designed as exclusively radial forces receiving plain bearings and support the rudder blade 10 in the radial direction relative to the Kokerrohr 200 from, but not in the axial direction along the axis of rotation D.
  • the lower bearing 21 is disposed in the region of the lower end 200a of the Kokerrohres 200 and the upper bearing 22 in the region of the hull 2 facing upper edge of the rudder blade 10 at one connected to the hull 2 section 200b of the Kokerrohres 200 (see Fig. 3 ). Due to the arrangement of the bearings 21, 22 at the lower end 200a of the Kokerrohres 200 and in Beeich the upper edge of the rudder blade 10, the bearings 21, 22 spaced from each other by a relatively large distance, so that an advantageous leverage for the introduction of bending forces on the Kokerrohr 200 is achieved in the hull 2.
  • the coker tube 200 extending into the recess 101 is cone-shaped at least in sections and has an outer radius DA which increases towards the ship's hull 2, cylindrical bearing sections 201, 202 being provided in the region of the bearings 21, 22 via which the bearings 21, 22 are supported on the coker tube 200. Since the inner diameter DI of the bore 204 is substantially constant, the Kokerrohr 200 is amplified toward the hull 2 out and designed to be able to initiate bending forces in the hull 2 in an advantageous manner.
  • At the lower end 200 a of the Kokerrohres 200 may additionally be provided a seal which serves to seal the rudder stock 11 against the Kokerrohr 200 and prevents water can penetrate into the interior of the Kokerrohres 200.
  • the rudder stock 11 is arranged with play in the rudder trunk 20, wherein the rudder stock 11 may for example have a radial clearance of 10 to 50 mm to Kokerrohr 200. It is essential here that during operation, even with large bending forces, it is prevented that the rudder stock 11 can come into contact with the coker pipe 200.
  • the upper Kokerrohr 205 envelops the rudder stock 11 on its way through the hull 2.
  • the upper Kokerrohr 205 serves here for a power and on the other hand the envelope, the forces acting in this area forces are much lower than in the region of the lower Kokerrohres 200th This allows the upper Kokerrohr 205 at least partially made of plastic, in particular a fiber-reinforced composite, in order to save weight, simplify the manufacture and reduce costs.
  • the upper Kokerrohr 205 in its upper portion of the length LK (see Fig. 3 ) be formed of plastic.
  • the forces acting in this area are low, so that the requirements for the strength and strength of Kokerrohres 205 are reduced in this area.
  • the idea underlying the invention is not limited to the above-described embodiments, but can in principle be realized even in completely different types of embodiments.
  • the arrangement according to the invention can also be used with fin rudders, asymmetrical rudders twisted at the front edge (so-called "twisted rudders") and also with one-piece full-rudder booms.
  • the rudder stock does not have to absorb any bending forces in the described arrangement makes it possible to dimension the rudder stock to a smaller extent in order to save material and weight, or to use other materials such as plastic composites for producing the rudder stock.
  • the rudder stock Due to the fact that the rudder stock no longer has to absorb bending forces, it is also possible to construct the rudder stock in several parts in the axial direction, for example in two parts, whereby the individual rudder stock parts are interconnected by a coupling in such a way that the torsional forces to be transmitted via the rudder stock are introduced into the rudder can be.
  • Conceivable is a rigid connection of the rudder stem parts with each other, but also a certain area articulated coupling, such as other well-known torque transmitting shafts.
  • the rudder length can be limited to a technologically favorable level by making two pieces, each with half the length of a two-piece rudder stock instead of a single long piece (which may have a length of more than 10m in large vessels) and only then together be connected, which greatly simplifies the production of the rudder stock.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ruder für Schiffe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein solches Ruder ist aus KR1020070003539 bekannt.
  • Ein derartiges Ruder umfasst ein an einem Schiffsrumpf drehbar angeordnetes Ruderblatt, einen mit dem Ruderblatt verbundenen Ruderschaft und einen in den Schiffsrumpf integrierten und einseitig als Kragträger ausgebildeten Ruderkoker, der sich mit einem den Ruderschaft aufnehmenden Kokerrohr in eine Aussparung des Ruderblattes erstreckt.
  • Bei einem derartigen, beispielsweise aus der KR1020070003539 oder der DE 25 55 098 B1 bekannten Ruder ist ein beispielsweise aus Schmiedeeisen gefertigtes Kokerrohr mit einem Schiffsrumpf verbunden und erstreckt sich nach Art eines Kragträgers vom Schiffsrumpf in eine dafür vorgesehene Aussparung eines Ruderblattes. In dem Kokerrohr ist der Ruderschaft geführt, der das Ruderblatt mit einer Rudermaschine verbindet und zum Drehen des Ruderblattes zum Zwecke einer Kursänderung, Kurskorrektur oder Kursstabilisierung im Betrieb eines Schiffes betätigt wird.
  • Bei dem aus der DE 25 55 098 B1 bekannten Ruder ist an dem vom Schiffsrumpf entfernten Ende des Kokerrohres einerseits ein Innenlager zur Lagerung des Ruderschaftes und andererseits ein Außenlager zur Lagerung des Ruderblattes an dem Kokerrohr vorgesehen. Durch die Lagerung einerseits des Ruderschaftes und andererseits des Ruderblattes an dem Kokerrohr wird erreicht, dass im Betrieb eines Schiffes durch Krafteinwirkung auf das Ruderblatt verursachte Biegekräfte von dem Kokerrohr aufgenommen und in den Schiffsrumpf eingeleitet werden können. Mit der Anordnung der DE 25 55 098 B1 wird damit eine teilweise Entkopplung von Biegekräften und Torsionskräften (die über den Ruderschaft zum Verdrehen des Ruderblattes eingeleitet werden) erreicht. Eine vollständige Entkopplung von Biegekräften und Torsionskräften - also eine Aufnahme von Biegekräften ausschließlich über das Kokerrohr und eine ausschließliche Übertragung von Torsionskräften über den Ruderschaft - ist mit dieser Anordnung jedoch nicht möglich, da zumindest das am Kokerrohr gelagerte Ende des Ruderschaftes immer auch auf Biegung beansprucht wird. Aus der FR 629844 A ist eine Ruderanordnung bekannt, bei der ein Ruderblatt an einem Schaft über Lager gelagert ist, wobei das Ruderblatt zusätzlich mit einem Ruderschaft zur Einleitung von Drehmomenten verbunden ist. Der Schaft verwirklicht kein Kokerrohr, das in einer inneren Bohrung den Ruderschaft aufnimmt und zumindest abschnittsweise durch den Schiffsrumpf führt.
  • Die DE 19949087 A1 beschreibt eine Lagerung eines mit einem Ruderblatt verbundenen Stahlzylinders über zwei Innenlager an einem Ruderkoker.
  • Eine der DE 25 55 098 B1 verleichbare Ruderanordnung ist auch aus der DE 20 2005 013583 U1 bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ruder für Schiffe bereitzustellen, das eine Aufnahme von Biegekräften ausschließlich über das Kokerrohr ermöglicht, so dass der Ruderschaft keine Biegekräfte aufnehmen muss.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dabei ist vorgesehen, dass das Ruderblatt über ein unteres Lager und ein zu dem unteren Lager entlang dem Kokerrohr versetztes, oberes Lager an dem Kokerrohr gelagert ist.
  • Bei der Anordnung der DE 25 55 098 B1 erfolgt die Abstützung am Kokerrohr über ein Innenlager zur Lagerung des Ruderschaftes einerseits und über ein Außenlager zur Lagerung des Ruderblattes andererseits. Die Abstützung erfolgt damit zumindest teilweise immer noch über den Ruderschaft, der im Bereich des unteren Endes des Kokerrohres an diesem gelagert ist und damit zumindest mit seinem unteren Ende auch noch Biegekräfte aufnehmen muss.
  • In Abkehr hiervon sieht die vorliegende Erfindung vor, zwei Außenlager am Kokerrohr vorzusehen, die das Ruderblatt gegenüber dem Kokerrohr abstützen. Die Lager sind hierbei als ausschließlich radiale Kräfte aufnehmende Gleitlager, ausgebildet so dass sie auf das Ruderblatt wirkende seitliche Biegekräfte in radialer Richtung in das Kokerrohr und über das Kokerrohr unmittelbar in den Schiffsrumpf einleiten.
  • Dadurch, dass das Ruderblatt über zwei axial zueinander versetzte Lager an dem Kokerrohr gelagert ist, nimmt der Ruderschaft keine auf das Ruderblatt wirkenden Biegekräfte auf. Eine Lagerung des Ruderschaft am Kokerrohr ist nicht erforderlich und zur Vermeidung einer überbestimmten Lagerung vorteilhafterweise auch nicht vorgesehen, so dass der Ruderschaft nicht am vom Schiffsrumpf nach Art eines Kragträgers vorstehenden Kokerrohr abgestützt ist. Der Ruderschaft dient allein zur Einleitung einer Torsionskraft in das Ruderblatt zum Stellen des Ruderblattes. Die aus Ruderblatt und Ruderschaft bestehende Ruderanordnung ist ausschließlich über die Lager, die zwischen dem vom Schiffsrumpf nach Art eines Kragträgers vorstehenden Kokerrohr und dem Ruderblatt wirken, an dem Kokerrohr gelagert. Die Lagerung ist somit allein durch Außenlager verwirklicht, die das Ruderblatt abstützen, so dass der Ruderschaft selbst nicht direkt an dem Kokerrohr gelagert ist, sondern nur indirekt über das Ruderblatt.
  • Auf diese Weise wird eine vollständige Trennung von der Aufnahme von Biegekräften einerseits und der Einleitung von Torsionskräften andererseits erreicht.
  • Innenlager zur Abstützung des Ruderschaftes am Kokerrohr im Bereich des Ruderblattes sind nicht erforderlich.
  • Dadurch, dass der Ruderschaft keine Biegekräfte aufnehmen muss, kann der Ruderschaft leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Dadurch reduziert sich zum einen der Fertigungsaufwand, und zum anderen ist die Anordnung auch bei großen Schiffen mit großen Ruderblättern (die mehr als 100t wiegen können) einsetzbar, die im Betrieb auf zuverlässige Weise durch das Kokerrohr abgestützt werden. Weiterhin wird möglich, die entsprechenden Ruderblätter schlanker und somit hydrodynamisch günstiger auszubilden, weil die Dicke der verwendeten Lager reduziert werden kann.
  • Vorteilhafterweise ist das untere Lager an einem unteren Ende des Kokerrohres und das obere Lager am Kokerrohr im Bereich der oberen, dem Schiffsrumpf zugewandeten Kante des Ruderblattes angeordnet, um einen möglichst großen Abstand zwischen dem unteren Lager und dem oberen Lager zu erreichen und damit eine günstige Hebelwirkung zu bewirken.
  • Denkbar ist in diesem Zusammenhang auch, mehr als zwei Lager zur Abstützung des Ruderblattes an dem Kokerrohr vorzusehen, beispielsweise ein oberes Lager, ein unteres Lager und ein oder mehrere zwischen dem oberen und dem unteren Lager angeordnete weitere Lager. All diese Lager können als ausschließlich Radialkräfte aufnehmende Gleitlager ausgebildet sein.
  • Der Ruderschaft ist vorteilhafterweise in einer inneren Bohrung des Kokerrohres aufgenommen, wobei der Ruderschaft jedoch ein hinreichendes Spiel zum Kokerrohr aufweist, so dass im Betrieb auch bei großen Belastungen des Ruderblattes der Ruderschaft nicht in Anlage mit dem Kokerrohr gelangen kann.
  • Aus Stabilitätsgründen und zur vorteilhaften Krafteinleitung in den Schiffsrumpf ist das Kokerrohr zumindest abschnittsweise konusförmig ausgebildet derart, dass sein Außendurchmesser zu dem mit dem Schiffsrumpf verbundenen Ende hin zunimmt, wobei der Innendurchmesser des Kokerrohres im Wesentlichen konstant ist. Dadurch nimmt die Wandungsstärke des Kokerrohres zum Schiffsrumpf hin zu und ist geeignet, auch große Biegekräfte aufzunehmen und in den Schiffsrumpf einzuleiten.
  • Um Kontaktflächen für die radial wirkenden Lager zur Verfügung zu stellen, weist das Kokerrohr im Bereich des unteren Lagers und des oberen Lagers jeweils einen zylindrischen Lagerabschnitt auf, an denen das untere Lager bzw. das obere Lager anliegen und das Ruderblatt gegenüber dem Kokerrohr abstützen. Sind mehr als zwei Lager vorgesehen, können am Kokerrohr entsprechend weitere zylindrisch ausgebildete Lagerabschnitte vorgesehen sein.
  • Sind die Lager, die bei der Montage an dem Ruderblatt angeordnet sind und zusammen mit dem Ruderblatt an das Kokerrohr angesetzt werden, als geschlossene Ringe ausgebildet, so ist eine Montage des Ruderblattes an dem Kokerrohr nur durch Aufstecken des Ruderblattes von unten auf das Kokerrohr am Schiffsrumpf möglich. Um auch eine Montage des Ruderblattes an dem Kokerrohr in einer Richtung senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung des Kokerrohres zu ermöglichen, ist aber auch möglich und vorteilhaft, die beispielsweise als radiale Gleitlager ausgebildeten Lager als geteilte Lager auszuführen derart, dass das Ruderblatt seitlich an das Kokerrohr angesetzt werden kann und somit eine einfache seitliche Montage des Ruderblattes am Schiff möglich wird. Die Lager sind damit nicht in Form eines geschlossenen Ringes ausgebildet, sondern lassen sich wenigstens in zwei (in diesem Fall Halbringe ausbildende) Hälften teilen, die erst bei der Montage zur Bildung eines geschlossenen Ringes zusammengefügt werden und in montiertem Zustand das Lager ausbilden.
  • Insbesondere das obere Lager ist vorteilhafterweise als geteiltes Lager in diesem Sinne ausgebildet, um die Montage dieses oberen Lagers am oberen, dem Schiffsrumpf zugewandeten Bereich des Kokerrohres zu erleichtern.
  • Dadurch, dass - aufgrund der Lagerung der Ruderanordnung ausschließlich über die Lager zwischen Ruderblatt und Kokerrohr nach Art von Außenlagern - der Ruderschaft keine Biegekräfte mehr aufnehmen muss, wird weiterhin möglich, den Ruderschaft in axialer Richtung mehrteilig, beispielsweise zweiteilig auszubilden, wobei die einzelnen Ruderschaftsteile durch eine Kupplung so miteinander verbunden sind, dass die über den Ruderschaft zu übertragenden Torsionskräfte in das Ruder eingeleitet werden können. Denkbar ist eine starre Verbindung der Ruderschaftsteile miteinander, aber auch eine gelenkige Kupplung. Auf diese Weise kann die Ruderschaftslänge auf ein technologisch günstiges Maß beschränkt werden: Bei einem zweiteiligen Ruderschaft werden dann anstelle eines einzelnen langen Stückes (das bei großen Schiffen eine Länge von mehr als 10m aufweisen kann) zwei Stücke mit jeweils der halben Länge gefertigt und erst anschließend miteinander verbunden. Dies erleichtert die Fertigung des Ruderschaftes erheblich.
  • Der Ruderschaft kann durch die Lagerung der aus Ruderschaft und Ruderblatt bestehenden Ruderanordnung über das Ruderblatt an dem Kokerrohr - ohne direkte Abstützung des Ruderschafts am Kokerrohr - somit nicht nur schlanker und damit leichter als herkömmlich ausgebildet, sondern auch mehrteilig aus mehreren Stücken zusammengesetzt werden. Dadurch wird die Fertigung des Ruderschafts erheblich einfacher und kostengünstiger, weil der Ruderschaft nicht mehr in einem Stück geschmiedet werden muss, was insbesondere bei Rudern für große Schiffe (die Ruderschäfte mit einer Gesamtlänge größer als 10 m verwenden können), ein erheblicher Vorteil ist (es gibt weltweit derzeit nur einige wenige Fertigungsstellen, die überhaupt solche einstückigen Ruderschäfte in diesen Größenordnungen herstellen können). Die Ruderschaftsteile können vielmehr in einzelnen, getrennten Stücken gefertigt und nachträglich verbunden (starr gekoppelt und gelenkig verbunden) werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Ruderkoker zusätzlich zu dem sich nach Art eines Kragträgers vom Schiffsrumpf in die Aussparung des Ruderblattes erstreckenden unteren Kokerrohres ein oberes Kokerrohr auf, das sich zumindest abschnittsweise im Schiffsrumpf erstreckt. Das obere Kokerrohr steht in Verbindung mit dem unteren Kokerrohr und dient der Aufnahme des Ruderschaftes im Bereich des Schiffsrumpfes. Um Kosten zu sparen und das Gewicht des Kokerrohres insgesamt zu reduzieren, kann dieses obere Kokerrohr zumindest abschnittsweise aus Kunststoff, beispielsweise einem faserverstärkten Kunststoffverbundstoff, hergestellt sein.
  • Diesem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das obere Kokerrohr im Bereich des Schiffsrumpfes zumindest abschnittsweise keine großen Kräfte aufnehmen muss und daher schwächer ausgebildet sein kann. Das obere Kokerrohr kann daher abschnittsweise aus Kunststoff hergestellt sein, was bei erheblicher Gewichtsreduzierung eine immer noch hinreichende Kraftaufnahme gewährleistet und eine abdichtende Umhüllung des Ruderschaftes auch im Bereich des Schiffsrumpfes bewirkt.
  • Die Ausbildung des oberen Kokerrohres zumindest teilweise aus Kunststoff ist als eigenständiger Erfindungsgedanke anzusehen und kann auch unabhängig von der Lagerung des Ruderblattes am nach Art eines Kragträgers ausgebildeten, unteren Kokerrohr eingesetzt werden.
  • Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Ruders eines Schiffes;
    Fig. 2
    eine teilweise freigeschnittene Darstellung eines Ruders eines Schiffes;
    Fig. 3
    eine Schnittdarstellung durch das Ruderblatt, das Kokerrohr und den Ruderschaft eines Ruders und
    Fig. 4
    eine vergrößerte Detaildarstellung der Anordnung gemäß Fig. 2.
  • Fig. 1 bis 4 zeigen ein Ruder 1 eines Schiffes, bei dem ein Ruderblatt 10 um eine Drehachse D drehbar an einem Schiffsrumpf 2 angeordnet ist. In an sich bekannter Weise ist das Ruderblatt 10 hierbei in Strömungsrichtung bei Vorausfahrt des Schiffes hinter einem an einem Propellerschaft 30 um eine Propellerachse P drehbaren Propeller 3 angeordnet und mit einem Ruderschaft 11 verbunden, der zum Verdrehen des Ruderblatts 10 ein Drehmoment in das Ruderblatt 10 einleitet und damit das Ruderblatt 10 zum Zwecke einer Kursänderung, Kurskorrektur oder Kursstabilisierung stellt.
  • Wie an sich beispielsweise von Ausführungsformen von Vollschweberudern bekannt, ist bei dem in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ruder ein Ruderkoker 20 zur Lagerung des Ruderblattes 10 an dem Schiffsrumpf 2 vorgesehen. Der Ruderkoker 20 ist dabei gebildet durch ein nach Art eines Kragträgers vom Schiffsrumpf 2 vorstehendes, sich in eine Aussparung 101 im Ruderblatt 10 erstreckendes, unteres Kokerrohr 200 und ein oberes Kokerrohr 205, die den Ruderschaft 11 in einer inneren Bohrung 204 aufnehmen.
  • Das Ruderblatt 10 weist in seinem Inneren eine Rippenstruktur 103 auf, die die strukturelle Stabilität des Ruderblattes 10 gewährleistet. Die Aussparung 101 im Ruderblatt 10 zur Aufnahme des Kokerrohres 200 ist kastenförmig ausgebildet, erstreckt sich von der oberen, dem Schiffsrumpf 2 zugewandten Seite des Ruderblattes 10 in das Ruderblatt 10 hinein und ist über seitliche, wasserdichte verschweißte Rippen 102 zum Inneren des Ruderblattes 10 hin abgedichtet.
  • Das Ruderblatt 10 kann ganz oder teilweise aus Stahl oder einem Kunststoffverbundstoff, insbesondere einem faserverstärkten Verbundstoff hergestellt sein.
  • Der Ruderschaft 11 ist an seinem oberen Ende mit einer Rudermaschine und an seinem unteren Ende mit dem Ruderblatt 10 verbunden. Zur Verbindung mit dem Ruderblatt 10 weist der Ruderschaft 11 einen unteren konusförmigen Endabschnitt 111 auf, der in einem mit dem Ruderblatt 10 verschweißten Kloben 100 angeordnet ist und mit dem Kloben 100 einen Pressverbund bildet. Hierzu ist auf ein Gewindeende 112 des Ruderschaftes 11 eine Mutter 113 angesetzt, die einen pressenden Sitz des Endabschnitts 111 in dem Kloben 100 bewirkt.
  • An seinem oberen Ende wird der Ruderschaft 11 durch ein Axiallager 114 gehalten, das den Ruderschaft 11 in axialer Richtung festlegt und über den Ruderschaft 11 das Ruderblatt 10 hält. Das Axiallager 114 wird dabei von der umgebenden festen Schiffsstruktur 203 am Schiffsrumpf 2, wie in Fig. 3 dargestellt, aufgenommen. In einer anderen Ausführungsform kann das Axiallager 114 auch in eine am obern Ende des Ruderschaftes angreifenden Rudermaschine zur Betätigung des Ruders integriert sein.
  • Das untere Kokerrohr 200 dient der Lagerung des Ruderblattes 10. Um dabei durch Krafteinwirkung auf das Ruderblatt 10 verursachte Biegekräfte in den Schiffsrumpf 2 einzuleiten, sind im Sinne der vorliegenden Erfindung ein unteres Lager 21 und ein oberes Lager 22 vorgesehen, über die das Ruderblatt 10 an dem Kokerrohr 200 gelagert ist. Die Lager 21, 22 sind hierbei als ausschließlich Radialkräfte aufnehmende Gleitlager ausgebildet und stützen das Ruderblatt 10 in radialer Richtung gegenüber dem Kokerrohr 200 ab, nicht aber in axialer Richtung entlang der Drehachse D.
  • Das untere Lager 21 ist im Bereich des unteren Endes 200a des Kokerrohres 200 und das obere Lager 22 im Bereich einer dem Schiffsrumpf 2 zugewandeten oberen Kante des Ruderblattes 10 an einem mit dem Schiffsrumpf 2 verbundenen Abschnitt 200b des Kokerrohres 200 angeordnet (siehe Fig. 3). Durch die Anordnung der Lager 21, 22 an dem unteren Ende 200a des Kokerrohres 200 und im Beeich der oberen Kante des Ruderblattes 10 sind die Lager 21, 22 um eine verhältnismäßig große Wegstrecke voneinander beabstandet, so dass eine vorteilhafte Hebelwirkung zur Einleitung von Biegekräften über das Kokerrohr 200 in den Schiffsrumpf 2 erreicht wird.
  • Durch das Vorsehen der ausschließlich das Ruderblatt 10 abstützenden Lager 21, 22 wird erreicht, dass der Ruderschaft 11 keine Biegekräfte aufnehmen muss, sondern die Biegekräfte vollständig über die Lager 21, 22 in das Kokerrohr 200 und über dieses in den Schiffsrumpf 2 eingeleitet werden. Zusätzliche Lager zur Abstützung des Ruderschaftes 11 gegenüber dem unteren Kokerrohr 200 sind nicht vorgesehen.
  • Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist das sich in die Aussparung 101 erstreckende Kokerrohr 200 zumindest abschnittsweise konusförmig ausgebildet und weist einen sich hin zum Schiffsrumpf 2 vergrößernden Außenradius DA auf, wobei im Bereich der Lager 21, 22 jeweils zylindrisch ausgebildete Lagerabschnitte 201, 202 vorgesehen sind, über die die Lager 21, 22 am Kokerrohr 200 abgestützt sind. Da der Innendurchmesser DI der Bohrung 204 im Wesentlichen konstant ist, ist das Kokerrohr 200 zum Schiffsrumpf 2 hin verstärkt und damit ausgelegt, in vorteilhafter Weise Biegekräfte in den Schiffsrumpf 2 einleiten zu können.
  • Am unteren Ende 200a des Kokerrohres 200 kann zusätzlich eine Dichtung vorgesehen sein, die zur Abdichtung des Ruderschaftes 11 gegenüber dem Kokerrohr 200 dient und verhindert, dass Wasser in das Innere des Kokerrohres 200 eindringen kann.
  • Wie beispielsweise aus Fig. 3 und Fig. 4 ersichtlich, ist der Ruderschaft 11 mit Spiel im Ruderkoker 20 angeordnet, wobei der Ruderschaft 11 beispielsweise ein radiales Spiel von 10 bis 50 mm zum Kokerrohr 200 aufweisen kann. Wesentlich ist hier, dass im Betrieb auch bei großen Biegekräften verhindert wird, dass der Ruderschaft 11 in Anlage mit dem Kokerrohr 200 gelangen kann.
  • Das obere Kokerrohr 205 umhüllt den Ruderschaft 11 auf seinem Weg durch den Schiffsrumpf 2. Das obere Kokerrohr 205 dient hierbei zum einen der Kraftaufnahme und zum anderen der Umhüllung, wobei die in diesem Bereich wirkenden Kräfte wesentlich geringer sind als im Bereich des unteren Kokerrohres 200. Dies ermöglicht, das obere Kokerrohr 205 zumindest abschnittsweise aus Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Verbundstoff herzustellen, um auf diese Weise Gewicht zu sparen, die Herstellung zu vereinfachen und Kosten zu reduzieren.
  • Insbesondere kann das obere Kokerrohr 205 in seinem oberen Abschnitt der Länge LK (siehe Fig. 3) aus Kunststoff ausgebildet sein. Die in diesem Bereich wirkenden Kräfte sind gering, so dass die Anforderungen an die Stärke und Festigkeit des Kokerrohres 205 in diesem Bereich reduziert sind.
  • Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklichen. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Anordnung auch bei Flossenrudern, an der Vorkante verwundenen asymmetrischen Rudern (so genannte "twisted rudders") und auch bei einteiligen Vollschweberudern eingesetzt werden.
  • Beispielsweise können auch mehr als zwei, z.B. drei oder vier Lager entlang des Kokerrohres 200 verteilt zur Lagerung des Ruderblattes vorgesehen sein.
  • Dadurch, dass der Ruderschaft bei der beschriebenen Anordnung keine Biegekräfte aufnehmen muss, wird möglich, den Ruderschaft schwächer zu dimensionieren, um auf diese Weise Material und Gewicht einzusparen, oder andere Materialien wie beispielsweise Kunststoffverbundstoffe zur Herstellung des Ruderschaftes zu verwenden.
  • Dadurch, dass der Ruderschaft keine Biegekräfte mehr aufnehmen muss, wird auch möglich, den Ruderschaft in axialer Richtung mehrteilig, beispielsweise zweiteilig auszubilden, wobei die einzelnen Ruderschaftsteile durch eine Kupplung so miteinander verbunden sind, dass die über den Ruderschaft zu übertragenden Torsionskräfte in das Ruder eingeleitet werden können. Denkbar ist eine starre Verbindung der Ruderschaftsteile miteinander, aber auch eine in gewissem Bereich gelenkige Kupplung, wie beispielsweise auch von anderen ein Drehmoment übertragenden Wellen bekannt.
  • Auf diese Weise kann die Ruderschaftslänge auf ein technologisch günstiges Maß beschränkt werden, indem bei einem zweiteiligen Ruderschaft anstelle eines einzelnen langen Stückes (das bei großen Schiffen eine Länge von mehr als 10m aufweisen kann) zwei Stücke mit jeweils der halben Länge gefertigt und erst anschließend miteinander verbunden werden, was die Fertigung des Ruderschaftes erheblich vereinfacht.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ruder
    10
    Ruderblatt
    100
    Kloben
    101
    Aussparung
    102
    Beplankung
    103
    Rippenstruktur
    11
    Ruderschaft
    110
    Schaftabschnitt
    111
    Konusförmiger Endabschnitt
    112
    Gewindeende
    113
    Mutter
    114
    Axiallager
    2
    Schiffsrumpf
    20
    Ruderkoker
    200
    Kokerrohr
    200a
    Ende
    200b
    Abschnitt
    201, 202
    Zylindrischer Lagerabschnitt
    203
    Traglagergehäuse oder feste Schiffsstruktur
    204
    Bohrung
    205
    Oberes Kokerrohr
    21, 22
    Lager
    3
    Propeller
    30
    Propellerschaft
    D
    Drehachse
    DA
    Außendurchmesser
    DI
    Innendurchmesser
    LK
    Länge
    P
    Propellerachse

Claims (8)

  1. Ruder für Schiffe, mit
    - einem an einem Schiffsrumpf drehbar angeordneten Ruderblatt,
    - einem mit dem Ruderblatt verbundenen Ruderschaft und
    - einem am Schiffsrumpf angeordneten Ruderkoker, der sich mit einem den Ruderschaft aufnehmenden Kokerrohr in eine Aussparung des Ruderblattes erstreckt,
    wobei das Ruderblatt (11) über ein unteres Lager (21) und ein zu dem unteren Lager (21) entlang dem Kokerrohr (200) versetztes, oberes Lager (22) an dem Kokerrohr (200) gelagert ist, wobei das Kokerrohr (200) zumindest abschnittsweise konusförmig ausgebildet ist derart, dass sein Außendurchmesser (DA) zu seinem mit dem Schiffsrumpf (2) verbundenen Ende hin zunimmt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kokerrohr (200) im Bereich des unteren Lagers (21) und des oberen Lagers (22) jeweils einen zylindrischen Lagerabschnitt (201, 202) aufweist, wobei das untere Lager (21) und das obere Lager (22) jeweils als ausschließlich radiale Kräfte aufnehmendes Gleitlager ausgebildet sind.
  2. Ruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ruderschaft (11) nicht direkt an dem Kokerrohr (20) gelagert ist.
  3. Ruder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Lager (21) an einem unteren Ende (200a) des Kokerrohres (200) und das obere Lager (22) im Bereich einer oberen, dem Schiffsrumpf (2) zugewandeten Kante des Ruderblattes (10) angeordnet ist.
  4. Ruder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kokerrohr (200) eine innere Bohrung aufweist, die den Ruderschaft (11) aufnimmt.
  5. Ruder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Lager (21) und das obere Lager (22) derart geteilt ausgebildet sind, dass das Ruderblatt (10) in einer Richtung senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung des Kokerrohres (200) an dem Kokerrohr (200) montierbar ist.
  6. Ruder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ruderschaft (11) aus mindestens zwei Teilen gefertigt ist, die zur Ausbildung des Ruderschaftes (11) miteinander gekoppelt sind.
  7. Ruder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ruderkoker (20) ein oberes Kokerrohr (205) aufweist, das sich zumindest abschnittsweise durch den Schiffsrumpf (2) erstreckt und in seinem Inneren den Ruderschaft (11) aufnimmt.
  8. Ruder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Kokerrohr (205) zumindest abschnittsweise aus Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoffverbundstoff ausgebildet ist.
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