EP3409576B1 - Finned rudder - Google Patents
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- EP3409576B1 EP3409576B1 EP18175291.6A EP18175291A EP3409576B1 EP 3409576 B1 EP3409576 B1 EP 3409576B1 EP 18175291 A EP18175291 A EP 18175291A EP 3409576 B1 EP3409576 B1 EP 3409576B1
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Classifications
-
- 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
- B63H25/381—Rudders with flaps
Definitions
- the invention relates to a fin rudder for a ship with a main rudder and a positively guided fin pivotably articulated thereon, which is connected to a sliding bolt which is connected via a joint to a vertically oriented pivot bolt mounted on the ship's hull.
- a pivotable fin is arranged on the main rudder, which can be fastened to the rudder blade end strip, for example, by means of hinges.
- the fin is also deflected when the main rudder is placed and swiveled in the same direction in relation to the main rudder. This increases the lateral force generated and improves the maneuverability of ships.
- the deflection of the fin can be positively controlled via an articulation device connected to the ship's hull and the fin, so that there is a predetermined angular relationship between the deflection angle of the main rudder and the deflection angle of the fin.
- the articulation device comprises a sliding bolt which is mounted in a slide bearing formed on the fin and is connected to a articulation pin which is mounted on the hull.
- the connection between the sliding pin and the articulation pin is established by a hinge pin or a hinge joint, so that the sliding pin is oriented relative to the articulation pin in the transverse direction of the ship Axis swings. In this way, bending moments acting on the rudder can be compensated.
- the sliding bolt and the pivot bolt can be pulled out of their bearing housings after the hinge connection has been released, so that repairs can be carried out easily and without removing the fin.
- a disadvantage of this rudder arrangement is that forces acting on the connection between the sliding pin and the articulation pin essentially have to be absorbed by the hinge pin. This requires a correspondingly large-volume design of the hinge pin or the hinge joint and the use of particularly strong materials. Often, however, only a relatively narrow installation volume is available for the articulation device and the materials required are relatively expensive.
- the WO 2008/065056 discloses a linkage device for a fin rudder with a non-rotatable link pin.
- the articulation device comprises a articulation housing into which the sliding bolt and the articulation pin are inserted and which has a spherical bearing which makes it possible to pivot the sliding pin for deflecting the fin around the articulation pin and which furthermore makes it possible for the sliding pin to have the ship's longitudinal axis and the ship's vertical axis to pivot.
- a hinge bearing With this articulation device, the use of a hinge bearing is avoided and instead a spherical bearing is used, which generally has a higher stability.
- the spherical bearing has an increased susceptibility to wear.
- the pivoting movement of the sliding pin around the pivot pin which is used to deflect the fin, takes place regularly under load on the bearing, which can result in increased bearing wear.
- Lubrication of the spherical bearing is also provided.
- a disadvantage here is that when sea water penetrates, there is a loss of lubricant, which then has to be added in a complex manner.
- a fin rudder is proposed with a main rudder and a positively guided fin which is pivotably articulated thereon and which is connected to a sliding bolt which is pivoted vertically via a joint with a rotatably mounted on the ship's hull aligned pivot pin is connected.
- the sliding bolt has a fork-shaped section with two legs and the pivot pin is provided with a joint head which is arranged between the legs and has contact surfaces which cooperate with the legs and which are designed to provide a substantially non-rotatable connection between the longitudinal axis of the bolt Manufacture sliding pin and the pivot pin.
- the sliding bolt is also supported on the joint head by bearing shells arranged between the legs.
- the joint head has curved surfaces between the contact surfaces, and the bearing shells enclose the curved surfaces.
- the dynamic forces acting on the fin are transmitted from the sliding bolt to the pivot bolt via the contact surfaces, so that a stable and robust connection between the sliding bolt and the pivot bolt is produced by means of the joint. Since a connection between the sliding bolt and the pivot bolt that is rotationally fixed with respect to the longitudinal axis of the bolt is produced by means of the contact surface, the susceptibility to wear of the joint is also significantly reduced.
- the joint head in connection with the bearing shells enables the sliding bolt to be pivoted about a horizontal axis, which corresponds to the transverse axis of the ship when the main rudder and fin are aligned. This allows swivel movements of the fin to be compensated for about the transverse axis of the main rudder.
- the joint thus basically enables movements with the same degrees of freedom as the known hinge joint. Compared to the hinge joint, however, it has increased stability.
- the pivot pin is rotatably supported on the ship's hull by an upper bearing and a lower bearing, and the joint head is arranged between the bearings.
- Such a double-sided mounting of the pivot pin ensures high stability and improved load distribution.
- the load distribution is improved compared to known arrangements in which the pivot pin is only supported on one side.
- the bearings can be designed as slide bearings so that the pivot pin can be displaced in the bearings in the vertical direction in the event of fin movements.
- the pivot pin together with the joint head is formed in one piece. This increases the stability of the pivot pin and the joint. In addition, by saving additional components, the robustness of the joint against defects and wear is increased.
- the limbs of the sliding bolt lie directly against the contact surfaces of the joint head, as a result of which particularly good power transmission between the sliding bolt and the pivot pin is achieved.
- the joint head is preferably fitted with a transition fit between the legs of the sliding bolt with as little play as possible.
- the contact surfaces are preferably designed as flat surfaces. This further improves the transmission of force between the sliding pin and the pivot pin.
- the sliding bolt can be pulled off in a simple manner from the contact surfaces of the joint head in order, for example, to carry out maintenance or repair work on the rudder arrangement.
- the contact surfaces are designed in the form of a circular disk in an embodiment of the invention.
- the joint head has curved surfaces between the contact surfaces and the bearing shells enclose the curved surfaces ensures a stable mounting of the sliding pin on the pivot pin.
- the curved surfaces are preferably essentially spherical. This ensures that the force and torque transmission between the sliding pin and the pivot pin essentially takes place exclusively via the contact surfaces. This further reduces the susceptibility to wear of the joint.
- a rod end with spherical surfaces is generally easier to manufacture than a rod end with non-spherical surfaces, such as cylindrical surfaces.
- the joint head is made of metal, in particular steel, and the bearing shells are made of a plastic material.
- the bearing shells it is alternatively also conceivable to manufacture them from metal and to provide their surfaces bearing on the joint head with a coating of a plastic material.
- additional (grease) lubrication of the joint can be dispensed with, which reduces the maintenance effort and environmental pollution can be avoided by escaping lubricant.
- water lubrication by penetrating sea water can be used.
- provision can also be made to provide the curved surfaces of the joint head lying on the bearing shells with a plastic coating.
- the bearing shells are held in a press fit on the curved surfaces of the joint head.
- the legs of the sliding bolt delimit a space in which the joint head is arranged between the bearing shells, and that the space is closed on one side with a closure element which is attached to ends of the legs.
- the closure element can be attached to the ends of the legs in such a way that the clamp fit exists between the bearing shells and the joint head.
- the fin rudder is arranged in the stern area of a ship's hull 1.
- the fin rudder (in the longitudinal direction of the ship) behind a propeller 2 for driving the Ship or behind or in a propeller nozzle, but arrangements outside the propeller jet are also possible.
- the fin rudder comprises a main rudder 3, in which a rudder shaft 4 is firmly inserted in a manner known to the person skilled in the art.
- the rudder post 4 is guided into the interior of the ship's hull 1 by a coker 5 which is firmly inserted into the ship's hull 1 and is connected there to a rowing machine 6.
- the rudder shaft 4 can be rotated about its longitudinal axis by means of the rowing machine and thus the main rudder 3 can be pivoted in order to maneuver the ship.
- a fin 7 is attached to the rear edge of the main rudder 3 such that it can be pivoted relative to the main rudder 3.
- the fin 7 can extend over the entire height of the main rudder 3. Likewise, however, it can also be provided that the fin 7 extends only over an (upper) part of the height of the main rudder 3.
- a hinge 8 can, for example, be provided for fastening the fin 7 to the main rudder 3.
- the fin 7 is positively controlled by means of an articulation device 9 which couples the deflection of the fin 7 to the deflection of the main rudder 3. When the main rudder 3 is deflected, the fin 7 is deflected in the same direction due to the positive guidance and thereby increases the transverse force caused by the rudder arrangement.
- the configuration of the articulation device 9 determines the relationship between the deflection angle of the main rudder 3 with respect to the longitudinal axis of the ship and the deflection angle of the fin 7 with respect to the main rudder 3.
- This ratio changes with the deflection angle of the main rudder 3 and the articulation device 9 can be designed, for example, in such a way that it has a desired value at a given deflection angle of the main rudder 3, for example at the maximum deflection angle.
- the articulation device 9 is arranged above or in the upper region of the main rudder 3. It comprises a vertically (ie in the vertical direction of the ship) articulation pin 10, which is rotatably mounted on the ship's hull 1 or the koker 5.
- the bearing is preferably carried out at both ends of the pivot pin 10 by means of an upper pivot bearing 11a and a lower pivot bearing 11b.
- the pivot bearings 11a and 11b can, for example, each be arranged on a carrier element 12a, 12b which is attached to the coker 5.
- the upper pivot bearing 11a can also be attached directly to the hull 1 or a skeg provided thereon.
- the pivot bearings 11a and 11b can be manufactured in a conventional manner from steel, in particular stainless steel. However, plastic bearings can also be used, whereby the friction between the pivot pin 10 and the pivot bearings 11a and 11b can be reduced.
- the pivot pin 10 is connected via a joint 15 to a horizontally oriented sliding pin 13 which is guided in a slide bearing 14 provided on the fin 7, in particular on its upper edge.
- the joint 15 is designed in such a way that there is an essentially rotationally fixed connection between the pivot pin 10 and the sliding pin 13 with respect to the vertical axis of the ship or the longitudinal axis of the pin, i.e. the sliding bolt 13 can essentially not be pivoted about the longitudinal axis of the bolt relative to the pivot bolt.
- the joint 15, however, enables the sliding bolt to be pivoted relative to the pivot bolt 10 about a horizontal axis which, when the main rudder 3 and the fin 7 are in alignment, corresponds to the transverse axis of the ship. In this way, pivoting movements of the fin 7 about the transverse axis of the main rudder 3 can be compensated for.
- the rotary bearings 11a and 11b are designed as slide bearings for the rotatable mounting of the pivot pin 10, so that the pivot pin 10 can be displaced in the vertical direction of the ship with respect to the ship's hull 1.
- the joint 15 comprises a joint head 31, which is formed on the pivot pin 10.
- the pivot pin 10 together with the joint head 31 is formed in one piece, whereby a high stability can be achieved.
- Stainless steel is preferably used to produce the pivot pin 10 with the joint head 31.
- the joint head 31 is preferably arranged substantially centrally on the articulation pin 10, so that there are essentially equal distances between the two ends of the articulation pin 10, which are mounted in the upper and lower pivot bearings 11a and 11b, and the articulated head.
- the joint head 31 can, however, be arranged displaced from the central position.
- the end sections of the pivot pin 10 arranged in the area of the pivot bearings 11a and 11b preferably have a diameter which corresponds to or is greater than the diameter in the area of the joint head 31.
- the articulation pin can be pushed through one of the pivot bearings 11a and 11b, in particular through the lower pivot bearing 11b, in order to dismantle the articulation device 9.
- the articulation pin 10 preferably has a smaller diameter.
- the sliding bolt 13 is fork-shaped in its fin-side end section, the two legs 32a and 32b of the fork-shaped end section engaging around the joint head 31.
- the joint head 31 furthermore has contact surfaces 33a and 33b on opposite sides which face the legs. These cooperate with the legs for the transmission of force between the sliding pin 13 and the pivot pin and serve to produce the connection between the pivot pin 10 and the sliding pin 13 which is rotationally fixed with respect to the longitudinal axis of the pin.
- the contact surfaces 33a and 33b are designed as a flat surface (plane surfaces) and the inner surfaces of the legs 32a and 32b preferably rest against the contact surfaces without play.
- the joint head 31 is fitted in a transition fit between the legs 32a and 32b in such a way that the distance between the contact surfaces 33a and 33b essentially corresponds to the distance between the inner surfaces of the legs 32a and 32b.
- a particularly effective and robust power transmission between the sliding pin 13 and the pivot pin 10 is achieved.
- a moderate relative force enables a sliding relative movement between the contact surfaces 33a and 33b of the joint head 31 and the legs 32a and 32b of the sliding bolt.
- the sliding bolt 13 can be pivoted to compensate for vertical movements of the fin 7 about a horizontal axis which is oriented transversely to the contact surfaces 33a and 33b or in the direction of the surface normal and, when the main rudder 3 and the fin 7 are aligned, corresponds to the transverse axis of the ship.
- the contact surfaces 33a and 33b are preferably essentially in the form of circular disks.
- the joint head 31 has curved surfaces 34a and 34b on its sides facing towards and away from the fin 7.
- curved surfaces 34a and 34b can be configured essentially spherically, ie essentially correspond to a spherical section.
- the curved surfaces can also be designed in a different way. In particular, they can be essentially cylindrical and correspond to sections of a cylinder surface whose longitudinal axis is oriented transversely to the longitudinal axes of the sliding bolt 13 and the pivot bolt 10. In comparison with a spherical design, a cylindrical design enables larger contact surfaces 33a, 33b.
- a spherical configuration of the curved surfaces 34a and 34b is usually preferred, however, since the transmission of forces and moments between the sliding bolt and the pivot pin in the case of spherical surfaces 34a and 34b essentially takes place exclusively via the contact surfaces. This will reduces the susceptibility to wear of the joint.
- the hinge pin 10 is easier to manufacture in this embodiment.
- the curved surfaces 34a and 34b are enclosed by bearing shells 35a and 35b, which are arranged between the legs 32a and 32b, so that the joint head 31 is arranged between the bearing shells 35a and 35b.
- the surfaces of the bearing shells 35a and 35b facing the joint head 31 have a curvature corresponding to that of the curved surfaces 34a and 34b of the joint head 31, so that they rest against these curved surfaces 34a and 34b essentially without play.
- the bearing shells 35a and 35b are fitted between the legs 32a and 32b essentially without play.
- the bearing shells 35a and 35b are held in a press fit on the joint head 31 or its curved surfaces 34a and 34b.
- the bearing shells 35a and 35b in one embodiment are inserted into the space formed between the legs 32a and 32b of the sliding bolt 13 such that the bearing shell 35a facing the fin 7 bears against the inner surface of the sliding bolt 13 formed between the legs 32a and 32b and that the bearing shell 35b facing away from the fin is approximately flush with the legs 32a and 32b.
- the space on its side facing away from the fin 7 is closed by a closure element 36 such that the bearing shell 35a facing away from the fin 7 bears against the closure element 36 and the clamp fit is produced.
- the closure element 36 is fastened to the two legs 32a and 32b of the sliding bolt 13.
- the closure element 36 can in particular be screwed to the legs 32a and 32b.
- the legs 32a and 32b can have one or more, in particular two, threaded blind holes extending in the longitudinal direction of the sliding bolt, into which screws extending through the closure element 36 are screwed in order to fasten the closure element 36.
- the clamp fit between the bearing shells 35a, 35b and the joint head 31 is produced. This is preferably done in such a way that a minimal play is set between the bearing shells 35a, 35b and the curved surfaces 34a and 34b of the joint head.
- the closure element 36 can then additionally be welded to the legs 32a, 32b of the sliding bolt and / or the screws 39 can be secured against loosening with welded seams.
- the closure element 36 has upper and lower horizontal edge sections 37a and 37b which close the space between the legs 32a and 32b in the region of the bearing shell 35b upwards and downwards or cover.
- Upper and lower holding elements 38a and 38b which cover the space between the legs 32a and 32b in the region of this bearing shell 35a, serve for the vertical fixation of the bearing shell 35a facing the fin. In this way, a pocket is formed between the legs 32a and 32b and the holding elements 38a and 38b, in which the bearing shell 35a is inserted.
- the bearing shells 35a and 35b preferably completely fill the space between the legs 32a and 32b over its entire height, so that they rest against the horizontal edge sections 37a and 37b or the holding elements 38a and 38b.
- the holding elements 38a and 38b can be holding plates which are welded to the sliding bolt 13, in particular to its legs 32a and 32b. Likewise, the holding elements 38a and 38b can be made in one piece with the sliding bolt.
- the sliding pin 13 can be held on the joint head 31 by means of the bearing shells 35a and 35b and thus connected to the articulation pin 10.
- the curved surfaces 34a and 34b of the joint head 31 can slide relative to the bearing shells 35a and 35b and thus enable the previously described pivoting of the sliding bolt 13 about the horizontal axis.
- the pivot pin 10 and the joint head 31 provided thereon are preferably made of metal, in particular stainless steel, in order to ensure sufficient strength.
- the bearing shells 35a and 35b are made from a sufficiently strong plastic material. Elastomers are particularly suitable as the plastic material, since these generally also have a low abrasion rate.
- the bearing shells 35a and 35b can also be made of metal, in particular stainless steel, and the surfaces facing the joint head 31 can be provided with a coating of a plastic material.
- the use of plastic for the manufacture of the bearing shells 35a and 35b or their coating reduces the friction between the bearing shells 35a and 35b and the joint head 31 (compared to bearing shells 35a and 35b made of steel), so that no additional (grease) lubrication of the Joint 15 is required. Due to the use of the plastic material, the joint 15 can in principle already be used without the use of a lubricant. During operation, water lubrication of the Joint used by penetrating water forms a water film between the bearing shells 35a and 35b and the joint head 31, which reduces the friction between the bearing shells 35a and 35b and the joint head 31.
- the curved surfaces 34a and 34b of the joint head 31 abutting the bearing shells 35a and 35b are provided with a plastic coating.
- a joint 15 with sufficient degrees of freedom can be provided, which is simple in construction, robust and wear-resistant.
- the joint 15 is low-maintenance, in particular due to its dry running properties or the water lubrication provided.
- the joint 15 enables the articulation device 9 to be easily disassembled when the fin 9 is mounted.
- the sliding bolt 13 can be removed in a simple manner by removing it from the articulation pin 10 after the screwed closure element 36 has been detached through the slide bearing 14 arranged on the fin 9 is subtracted.
- the hinge pin 10 which has become free in this way can then be pushed through one of the rotary bearings 11a, 11b and can also be easily removed as a result.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Flossenruder für ein Schiff mit einem Hauptruder und einer daran schwenkbar angelenkten zwangsgeführten Flosse, die mit einem Schiebebolzen verbunden ist, der über ein Gelenk mit einem am Schiffsrumpf gelagerten, vertikal ausgerichteten Anlenkbolzen verbunden ist.The invention relates to a fin rudder for a ship with a main rudder and a positively guided fin pivotably articulated thereon, which is connected to a sliding bolt which is connected via a joint to a vertically oriented pivot bolt mounted on the ship's hull.
Bei einer als Flossenruder ausgestalteten Ruderanordnung ist an dem Hauptruder eine schwenkbare Flosse angeordnet, die etwa mithilfe von Scharnieren an der Ruderblattendleiste befestigt sein kann. Die Flosse wird beim Ruderlegen des Hauptruders ebenfalls ausgelenkt und dabei gegenüber dem Hauptruder gleichsinnig verschwenkt. Hierdurch wird die erzeugte Querkraft vergrößert und damit die Manövrierbarkeit von Schiffen verbessert. Die Auslenkung der Flosse kann über eine mit dem Schiffsrumpf und der Flosse verbundene Anlenkeinrichtung zwangsgesteuert werden, so dass sich ein vorgegebenes Winkelverhältnis zwischen dem Auslenkungswinkel des Hauptruders und dem Auslenkungswinkel der Flosse ergibt.In the case of a rudder arrangement designed as a fin rudder, a pivotable fin is arranged on the main rudder, which can be fastened to the rudder blade end strip, for example, by means of hinges. The fin is also deflected when the main rudder is placed and swiveled in the same direction in relation to the main rudder. This increases the lateral force generated and improves the maneuverability of ships. The deflection of the fin can be positively controlled via an articulation device connected to the ship's hull and the fin, so that there is a predetermined angular relationship between the deflection angle of the main rudder and the deflection angle of the fin.
Aus der
Ein Nachteil dieser Ruderanordnung besteht darin, dass auf die Verbindung zwischen dem Schiebebolzen und dem Anlenkungsbolzen einwirkende Kräfte im Wesentlichen von dem Scharnierbolzen aufgenommen werden müssen. Dies erfordert eine entsprechend großvolumige Ausführung des Scharnierbolzens bzw. des Scharniergelenks und den Einsatz besonders fester Materialien. Oftmals steht jedoch nur ein relativ eng begrenztes Einbauvolumen für die Anlenkeinrichtung zur Verfügung und die erforderlichen Materialen sind relativ teuer.A disadvantage of this rudder arrangement is that forces acting on the connection between the sliding pin and the articulation pin essentially have to be absorbed by the hinge pin. This requires a correspondingly large-volume design of the hinge pin or the hinge joint and the use of particularly strong materials. Often, however, only a relatively narrow installation volume is available for the articulation device and the materials required are relatively expensive.
Die
Bei dieser Anlenkeinrichtung wird zwar die Verwendung eines Scharnierlagers vermieden und stattdessen ein sphärisches Lager eingesetzt, das generell eine höhere Stabilität aufweist. Das sphärische Lager weist jedoch eine erhöhte Verschleißanfälligkeit auf. So erfolgt die zum Auslenken der Flosse ausgeführte Schwenkbewegung des Schiebebolzens um den Anlenkbolzen regelmäßig unter Belastung des Lagers, woraus ein erhöhter Lagerverschleiß resultieren kann. Darüber hinaus ist eine Schmierung des sphärischen Lagers vorgesehen. Hierbei besteht ein Nachteil darin, dass es bei eindringendem Seewasser zum Verlust von Schmiermittel kommt, das sodann aufwendig ergänzt werden muss.With this articulation device, the use of a hinge bearing is avoided and instead a spherical bearing is used, which generally has a higher stability. However, the spherical bearing has an increased susceptibility to wear. For example, the pivoting movement of the sliding pin around the pivot pin, which is used to deflect the fin, takes place regularly under load on the bearing, which can result in increased bearing wear. Lubrication of the spherical bearing is also provided. A disadvantage here is that when sea water penetrates, there is a loss of lubricant, which then has to be added in a complex manner.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine robustere Verbindung zwischen dem Anlenkbolzen und dem Schiebebolzen bereitzustellen, die eine hohe Stabilität aufweist und genügend Freiheitsgrade der Relativbewegung zwischen dem Anlenkbolzen und dem Schiebebolzen bereitstellt.It is an object of the present invention to provide a more robust connection between the pivot pin and the sliding bolt, which has a high stability and provides sufficient degrees of freedom for the relative movement between the pivot pin and the sliding bolt.
Erfindungsgemäß wird ein Flossenruder mit einem Hauptruder und einer daran schwenkbar angelenkten zwangsgeführten Flosse vorgeschlagen, die mit einem Schiebebolzen verbunden ist, der über ein Gelenk mit einem am Schiffsrumpf drehbar gelagerten vertikal ausgerichteten Anlenkbolzen verbunden ist. Der Schiebebolzen weist einen gabelförmigen Abschnitt mit zwei Schenkeln auf und der Anlenkbolzen ist mit einem Gelenkkopf versehen, der zwischen den Schenkeln angeordnet ist und mit den Schenkeln zusammenwirkende Anlageflächen aufweist, die dazu ausgebildet sind, in Bezug auf die Bolzenlängsachse eine im Wesentlichen drehfeste Verbindung zwischen dem Schiebebolzen und dem Anlenkbolzen herzustellen. Der Schiebebolzen ist weiterhin durch zwischen den Schenkeln angeordnete Lagerschalen an dem Gelenkkopf gelagert. Der Gelenkkopf weist zwischen den Anlageflächen gekrümmte Oberflächen auf, und die Lagerschalen umschließen die gekrümmten Oberflächen umschließen.According to the invention, a fin rudder is proposed with a main rudder and a positively guided fin which is pivotably articulated thereon and which is connected to a sliding bolt which is pivoted vertically via a joint with a rotatably mounted on the ship's hull aligned pivot pin is connected. The sliding bolt has a fork-shaped section with two legs and the pivot pin is provided with a joint head which is arranged between the legs and has contact surfaces which cooperate with the legs and which are designed to provide a substantially non-rotatable connection between the longitudinal axis of the bolt Manufacture sliding pin and the pivot pin. The sliding bolt is also supported on the joint head by bearing shells arranged between the legs. The joint head has curved surfaces between the contact surfaces, and the bearing shells enclose the curved surfaces.
Die auf die Flosse einwirkenden dynamischen Kräfte werden hierbei über die Anlageflächen von dem Schiebebolzen auf den Anlenkbolzen übertragen, so dass mittels des Gelenks eine stabile und robuste Verbindung zwischen dem Schiebebolzen und dem Anlenkbolzen hergestellt wird. Da mittels der Anlagefläche eine in Bezug auf die Bolzenlängsachse drehfeste Verbindung zwischen dem Schiebebolzen und dem Anlenkbolzen hergestellt wird, wird zudem die Verschleißanfälligkeit des Gelenks deutlich verringert.The dynamic forces acting on the fin are transmitted from the sliding bolt to the pivot bolt via the contact surfaces, so that a stable and robust connection between the sliding bolt and the pivot bolt is produced by means of the joint. Since a connection between the sliding bolt and the pivot bolt that is rotationally fixed with respect to the longitudinal axis of the bolt is produced by means of the contact surface, the susceptibility to wear of the joint is also significantly reduced.
Weiterhin ermöglicht der Gelenkkopf in Verbindung mit den Lagerschalen ein Verschwenken des Schiebebolzens um eine horizontale Achse, die bei fluchtender Stellung des Hauptruders und der Flosse der Schiffsquerachse entspricht. Hierdurch können Schwenkbewegungen der Flosse um die Querachse des Hauptruders ausgeglichen werden. Damit ermöglicht das Gelenk grundsätzlich Bewegungen mit denselben Freiheitsgraden wie das bekannte Scharniergelenk. Verglichen mit dem Scharniergelenk weist es jedoch eine erhöhte Stabilität auf.Furthermore, the joint head in connection with the bearing shells enables the sliding bolt to be pivoted about a horizontal axis, which corresponds to the transverse axis of the ship when the main rudder and fin are aligned. This allows swivel movements of the fin to be compensated for about the transverse axis of the main rudder. The joint thus basically enables movements with the same degrees of freedom as the known hinge joint. Compared to the hinge joint, however, it has increased stability.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Anlenkbolzen durch ein oberes Lager und ein unteres Lager drehbar am Schiffsrumpf gelagert und der Gelenkkopf ist zwischen den Lagern angeordnet. Durch eine solche beidseitige Lagerung des Anlenkbolzens wird eine hohe Stabilität und eine verbesserte Lastverteilung erreicht. Insbesondere wird die Lastverteilung im Vergleich mit bekannten Anordnungen verbessert, bei denen der Anlenkbolzen lediglich einseitig gelagert ist. Weiterhin können die Lager als Gleitlager ausgestaltet sein, so dass der Anlenkbolzen im Falle von Flossenbewegungen in Schiffshochrichtung in den Lagern verschiebbar ist.In one embodiment of the invention, the pivot pin is rotatably supported on the ship's hull by an upper bearing and a lower bearing, and the joint head is arranged between the bearings. Such a double-sided mounting of the pivot pin ensures high stability and improved load distribution. In particular, the load distribution is improved compared to known arrangements in which the pivot pin is only supported on one side. Furthermore, the bearings can be designed as slide bearings so that the pivot pin can be displaced in the bearings in the vertical direction in the event of fin movements.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Anlenkbolzen mitsamt dem Gelenkkopf einstückig ausgebildet. Dies erhöht die Stabilität des Anlenkbolzens und des Gelenks. Zudem wird durch die Einsparung zusätzlicher Bauteile die Robustheit des Gelenks gegenüber Defekten und Verschleiß erhöht.In a further embodiment of the invention, the pivot pin together with the joint head is formed in one piece. This increases the stability of the pivot pin and the joint. In addition, by saving additional components, the robustness of the joint against defects and wear is increased.
Die Schenkel des Schiebebolzens liegen in einer Ausführungsform der Erfindung direkt an den Anlageflächen des Gelenkkopfs an, wodurch eine besonders gute Kraftübertragung zwischen dem Schiebebolzen und dem Anlenkbolzen erreicht wird. Vorzugsweise wird der Gelenkkopf dabei möglichst spielfrei in Übergangspassung zwischen den Schenkeln des Schiebebolzens eingepasst.In one embodiment of the invention, the limbs of the sliding bolt lie directly against the contact surfaces of the joint head, as a result of which particularly good power transmission between the sliding bolt and the pivot pin is achieved. The joint head is preferably fitted with a transition fit between the legs of the sliding bolt with as little play as possible.
Weiterhin sind die Anlageflächen vorzugsweise als Planflächen ausgebildet. Hierdurch wird die Kraftübertragung zwischen dem Schiebebolzen und dem Anlenkbolzen weiter verbessert. Zudem kann der Schiebebolzen in dieser Ausgestaltung in einfacher Weise von den Anlageflächen des Gelenkkopfs abgezogen werden, um beispielsweise Wartungs- oder Reparaturarbeiten an der Ruderanordnung vorzunehmen.Furthermore, the contact surfaces are preferably designed as flat surfaces. This further improves the transmission of force between the sliding pin and the pivot pin. In addition, in this embodiment, the sliding bolt can be pulled off in a simple manner from the contact surfaces of the joint head in order, for example, to carry out maintenance or repair work on the rudder arrangement.
Um die Schwenkbewegungen des Schiebebolzens um die horizontale Achse zu erleichtern, sind die Anlageflächen in einer Ausgestaltung der Erfindung im Wesentlichen kreisscheibenförmig ausgeführt.In order to facilitate the pivoting movements of the sliding bolt about the horizontal axis, the contact surfaces are designed in the form of a circular disk in an embodiment of the invention.
Dadurch, dass der Gelenkkopf zwischen den Anlageflächen gekrümmte Oberflächen aufweist, und die Lagerschalen die gekrümmten Oberflächen umschließen, wird eine stabile Lagerung des Schiebebolzens an dem Anlenkbolzen sichergestellt.The fact that the joint head has curved surfaces between the contact surfaces and the bearing shells enclose the curved surfaces ensures a stable mounting of the sliding pin on the pivot pin.
Vorzugsweise sind die gekrümmten Oberflächen im Wesentlichen sphärisch ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, dass die Kraft- und Momentenübertragung zwischen dem Schiebebolzen und dem Anlenkbolzen im Wesentlichen ausschließlich über die Anlageflächen erfolgt. Damit wird die Verschleißanfälligkeit des Gelenks weiter reduziert. Zudem ist ein Gelenkkopf mit sphärischen Oberflächen im Vergleich mit einem Gelenkkopf mit nichtsphärischen Oberflächen, wie etwa zylindrischen Oberflächen, in der Regel einfacher zu fertigen.The curved surfaces are preferably essentially spherical. This ensures that the force and torque transmission between the sliding pin and the pivot pin essentially takes place exclusively via the contact surfaces. This further reduces the susceptibility to wear of the joint. In addition, a rod end with spherical surfaces is generally easier to manufacture than a rod end with non-spherical surfaces, such as cylindrical surfaces.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Gelenkkopf aus Metall, insbesondere Stahl, und die Lagerschalen aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind. Hinsichtlich der Lagerschalen ist es alternativ auch denkbar, diese aus Metall zu fertigen und ihre an dem Gelenkkopf anliegenden Oberflächen mit einer Beschichtung aus einem Kunststoffmaterial zu versehen.A further development of the invention provides that the joint head is made of metal, in particular steel, and the bearing shells are made of a plastic material. With regard to the bearing shells, it is alternatively also conceivable to manufacture them from metal and to provide their surfaces bearing on the joint head with a coating of a plastic material.
Bei diesen Ausführungsformen kann auf eine zusätzliche (Fett-) Schmierung des Gelenks verzichtet werden, wodurch der Wartungsaufwand verringert und Umweltbelastungen durch austretendes Schmiermittel vermieden werden können. Zur Reduzierung der Reibung zwischen den Lagerschalen und dem Gelenkkopf kann eine Wasserschmierung durch eindringendes Seewasser genutzt werden. Um die Reibung zwischen den Lagerschalen und dem Gelenkkopf noch weiter zu reduzieren, kann zudem vorgesehen sein, die an den Lagerschalen anliegenden gekrümmten Oberflächen des Gelenkkopfs mit einer Kunststoffbeschichtung zu versehen.In these embodiments, additional (grease) lubrication of the joint can be dispensed with, which reduces the maintenance effort and environmental pollution can be avoided by escaping lubricant. To reduce the friction between the bearing shells and the joint head, water lubrication by penetrating sea water can be used. In order to further reduce the friction between the bearing shells and the joint head, provision can also be made to provide the curved surfaces of the joint head lying on the bearing shells with a plastic coating.
Weiterhin ist es in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Lagerschalen in einem Klemmsitz an den gekrümmten Oberflächen des Gelenkkopfs gehalten werden. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schenkel des Schiebebolzens einen Zwischenraum begrenzen, in dem der Gelenkkopf zwischen den Lagerschalen angeordnet ist, und dass der Zwischenraum einseitig mit einem Verschlusselement verschlossen ist, das an Enden der Schenkel befestigt ist. Das Verschlusselement kann dabei derart an den Enden der Schenkel befestigt sein, dass der Klemmsitz zwischen den Lagerschalen und dem Gelenkkopf besteht.Furthermore, it is provided in one embodiment of the invention that the bearing shells are held in a press fit on the curved surfaces of the joint head. A further embodiment of the invention provides that the legs of the sliding bolt delimit a space in which the joint head is arranged between the bearing shells, and that the space is closed on one side with a closure element which is attached to ends of the legs. The closure element can be attached to the ends of the legs in such a way that the clamp fit exists between the bearing shells and the joint head.
Diese Ausgestaltungen ermöglichen insbesondere, den Schiebebolzen in einfacher Weise zu demontieren (beispielsweise zu Wartungs- und Reparaturzwecken), indem das Verschlusselement von den Schenkeln gelöst und der Schiebebolzen sodann von dem Anlenkbolzen abgezogen wird. Insbesondere ist auf diese Weise eine Demontage bei an dem Hauptruder angebrachter Flosse möglich.These refinements make it possible, in particular, to disassemble the sliding bolt in a simple manner (for maintenance and repair purposes, for example) by detaching the closure element from the legs and then pulling the sliding bolt off the pivot bolt. In particular, disassembly with a fin attached to the main rudder is possible in this way.
Die zuvor genannten und weitere Besonderheiten der Erfindung werden auch anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren deutlich. Von den Figuren zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische und exemplarische Schnittansicht eines Flossenruders,
- Fig. 2
- einen schematischen und exemplarischen Längsschnitt durch eine Anlenkeinrichtung des Flossenruders, und
- Fig. 3
- eine schematische und exemplarische Darstellung von Komponenten der Anlenkeinrichtung in einer Explosionszeichnung.
- Fig. 1
- 1 shows a schematic and exemplary sectional view of a fin rudder,
- Fig. 2
- a schematic and exemplary longitudinal section through an articulation device of the fin rudder, and
- Fig. 3
- is a schematic and exemplary representation of components of the articulation device in an exploded view.
Die Figuren zeigen schematisch und exemplarisch ein Flossenruder in einer Seitenansicht. Das Flossenruder ist im Heckbereich eines Schiffsrumpfs 1 angeordnet. Insbesondere kann das Flossenruder (in Schiffslängsrichtung) hinter einem Propeller 2 zum Antrieb des Schiffs oder hinter bzw. in einer Propellerdüse angeordnet sein, Anordnungen außerhalb des Propellerstrahls sind jedoch ebenfalls möglich. Das Flossenruder umfasst ein Hauptruder 3, in das ein Ruderschaft 4 in einer dem Fachmann bekannten Weise fest eingesetzt ist. Der Ruderschaft 4 ist durch einen fest in den Schiffsrumpf 1 eingebrachten Koker 5 in das Innere des Schiffsrumpfs 1 geführt und dort mit einer Rudermaschine 6 verbunden. Mittels der Rudermaschine lässt sich der Ruderschaft 4 um seine Längsachse drehen und damit das Hauptruder 3 verschwenken, um das Schiff zu manövrieren.The figures schematically and exemplarily show a fin rudder in a side view. The fin rudder is arranged in the stern area of a ship's
An der Hinterkante des Hauptruders 3 ist eine Flosse 7 derart angebracht, dass sich diese gegenüber dem Hauptruder 3 verschwenken lässt. Die Flosse 7 kann sich über die gesamte Höhe des Hauptruders 3 erstrecken. Gleichfalls kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Flosse 7 sich nur über einen (oberen) Teilbereich der Höhe des Hauptruders 3 erstreckt. Zur Befestigung der Flosse 7 an dem Hauptruder 3 kann beispielsweise ein Scharnier 8 vorgesehen sein. Die Steuerung der Flosse 7 erfolgt zwangsgeführt mittels einer Anlenkeinrichtung 9, welche die Auslenkung der Flosse 7 an die Auslenkung des Hauptruders 3 koppelt. Bei einer Auslenkung des Hauptruders 3 wird die Flosse 7 aufgrund der Zwangsführung gleichsinnig ausgelenkt und erhöht dadurch die von der Ruderanordnung bewirkte Querkraft. Die Konfiguration der Anlenkeinrichtung 9 bestimmt dabei das Verhältnis zwischen dem Auslenkungswinkel des Hauptruders 3 gegenüber der Schiffslängsachse und dem Auslenkungswinkel der Flosse 7 gegenüber dem Hauptruder 3. Dieses Verhältnis verändert sich mit dem Auslenkungswinkel des Hauptruders 3 und die Anlenkeinrichtung 9 kann beispielsweise so ausgelegt werden, dass es bei einem gegebenen Auslenkungswinkel des Hauptruders 3, beispielweise beim maximalen Auslenkungswinkel, einen gewünschten Wert besitzt.A
Die Anlenkeinrichtung 9 ist oberhalb bzw. im oberen Bereich des Hauptruders 3 angeordnet. Sie umfasst einen vertikal (d.h. in Schiffshochrichtung) ausgerichteten Anlenkbolzen 10, der drehbar an dem Schiffsrumpf 1 bzw. dem Koker 5 gelagert ist. Die Lagerung erfolgt vorzugsweise an beiden Enden des Anlenkbolzens 10 mittels eines oberen Drehlagers 11a und eines unteren Drehlagers 11b. Die Drehlager 11a und 11b können beispielsweise jeweils an einem Trägerelement 12a, 12b angeordnet sein, das am Koker 5 angebracht ist. Gleichfalls sind jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich. So kann etwa das obere Drehlager 11a auch direkt am Schiffsrumpf 1 oder einem daran vorgesehenen Skeg angebracht sein. Die Drehlager 11a und 11b können in herkömmlicher Weise aus Stahl, insbesondere Edelstahl, gefertigt werden. Gleichfalls können jedoch auch Kunststofflager eingesetzt werden, wodurch die Reibung zwischen dem Anlenkbolzen 10 und den Drehlagern 11a und 11b vermindert werden kann.The
Der Anlenkbolzen 10 ist über ein Gelenk 15 mit einem horizontal ausgerichteten Schiebebolzen 13 verbunden ist, der in einem an der Flosse 7, insbesondere an deren Oberkante, vorgesehenen Gleitlager 14 geführt ist. Das Gelenk 15 ist so ausgestaltet, dass in Bezug auf die Schiffshochachse bzw. die Bolzenlängsachse eine im Wesentlichen drehfeste Verbindung zwischen dem Anlenkbolzen 10 und dem Schiebebolzen 13 besteht, d.h. der Schiebebolzen 13 gegenüber dem Anlenkbolzen im Wesentlichen nicht um die Bolzenlängsachse verschwenkt werden kann. Das Gelenk 15 ermöglicht indessen ein Verschwenken des Schiebebolzens gegenüber dem Anlenkbolzen 10 um eine horizontale Achse, die bei fluchtender Stellung des Hauptruders 3 und der Flosse 7 der Schiffsquerachse entspricht. Hierdurch können Schwenkbewegungen der Flosse 7 um die Querachse des Hauptruders 3 ausgeglichen werden.The
Zum Ausgleichen von Bewegungen der Flosse 7 in vertikaler Richtung kann es zudem vorgesehen sein, dass die Drehlager 11a und 11b zur drehbaren Lagerung des Anlenkbolzens 10 als Gleitlager ausgebildet sind, so dass der Anlenkbolzen 10 in der Schiffshochrichtung gegenüber dem Schiffsrumpf 1 verschiebbar ist.In order to compensate for movements of the
Das Gelenk 15 umfasst einen Gelenkkopf 31, der an dem Anlenkbolzen 10 ausgebildet ist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der Anlenkbolzen 10 mitsamt dem Gelenkkopf 31 einstückig ausgebildet ist, wodurch eine hohe Stabilität erreicht werden kann. Zur Herstellung des Anlenkbolzens 10 mit dem Gelenkkopf 31 wird vorzugsweise Edelstahl verwendet. Der Gelenkkopf 31 ist vorzugsweise im Wesentlichen mittig an dem Anlenkbolzen 10 angeordnet, so dass zwischen den beiden Enden des Anlenkbolzens 10, die in dem oberen und untere Drehlager 11a und 11b gelagert sind, und dem Gelenkkopf jeweils im Wesentlichen gleiche Abstände bestehen. Gleichfalls kann der Gelenkkopf 31 jedoch gegenüber der Mittelposition verschoben angeordnet sein.The joint 15 comprises a
Die im Bereich der Drehlager 11a und 11b angeordneten Endabschnitte des Anlenkbolzens 10 weisen vorzugsweise einen Durchmesser auf, der dem Durchmesser im Bereich des Gelenkkopfs 31 entspricht oder größer ist. Hierdurch kann der Anlenkbolzen durch eines der Drehlager 11a und 11b, insbesondere durch das untere Drehlager 11b, hindurchgeschoben werden, um die Anlenkeinrichtung 9 zu demontieren. In den Abschnitten zwischen den Endabschnitten und dem Gelenkkopf 31 weist der Anlenkbolzen 10 vorzugsweise einen geringeren Durchmesser auf.The end sections of the
Der Schiebebolzen 13 ist in seinem flossenabseitigen Endabschnitt gabelförmig ausgebildet, wobei die beiden Schenkel 32a und 32b des gabelförmigen Endabschnitts den Gelenkkopf 31 umgreifen. Der Gelenkkopf 31 weist weiterhin an gegenüberliegenden Seiten, die den Schenkeln zugewandt sind, Anlageflächen 33a und 33b auf. Diese wirken zur Kraftübertragung zwischen dem Schiebebolzen 13 und dem Anlenkbolzen mit den Schenkeln zusammen und dienen zur Herstellung der in Bezug auf die Bolzenlängsachse drehfesten Verbindung zwischen dem Anlenkbolzen 10 und dem Schiebebolzen 13.The sliding
Die Anlageflächen 33a und 33b sind als plane Fläche (Planflächen) ausgestaltet und vorzugsweise liegen die Innenflächen der Schenkel 32a und 32b spielfrei an den Anlagenflächen an. Der Gelenkkopf 31 wird zu diesem Zweck in einer Übergangspassung derart zwischen den Schenkeln 32a und 32b eingepasst, dass der Abstand der Anlageflächen 33a und 33b im Wesentlichen dem Abstand der Innenflächen der Schenkel 32a und 32b entspricht. Hierdurch wird eine besonders wirkungsvolle und robuste Kraftübertragung zwischen dem Schiebebolzen 13 und dem Anlenkbolzen 10 erreicht. Gleichzeitig wird bei moderater Krafteinwirkung eine gleitende Relativbewegung zwischen den Anlageflächen 33a und 33b des Gelenkkopfs 31 und den Schenkeln 32a und 32b des Schiebebolzens ermöglicht. Insbesondere kann der Schiebebolzen 13 zum Ausgleich von Höhenbewegungen der Flosse 7 um eine horizontale Achse verschwenkt werden, die quer zu den Anlageflächen 33a und 33b bzw. in Richtung der Flächennormalen ausgerichtet ist und bei fluchtender Stellung des Hauptruders 3 und der Flosse 7 der Schiffsquerachse entspricht. Um ein solches Verschwenken weiter zu erleichtern, sind die Anlageflächen 33a und 33b vorzugsweise im Wesentlichen kreisscheibenförmig ausgebildet.The contact surfaces 33a and 33b are designed as a flat surface (plane surfaces) and the inner surfaces of the
Zwischen den Anlageflächen 33a und 33b weist der Gelenkkopf 31 an seinen der Flosse 7 zu- und abgewandten Seiten gekrümmte Oberflächen 34a und 34b auf. Diese können im Wesentlichen sphärisch ausgestaltet sein, d.h. im Wesentlichen einem Kugelabschnitt entsprechen. Gleichfalls können die gekrümmten Oberflächen jedoch auch in anderer Weise ausgestaltet sein. Insbesondere können sie im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein und Abschnitten einer Zylinderoberfläche entsprechen, dessen Längsachse quer zu den Längsachsen des Schiebebolzens 13 und des Anlenkbolzens 10 ausgerichtet ist. Im Vergleich mit einer sphärischen Ausgestaltung ermöglicht eine zylindrische Ausgestaltung größere Anlageflächen 33a, 33b. Eine sphärische Ausgestaltung der gekrümmten Oberflächen 34a und 34b ist jedoch üblicherweise bevorzugt, da Kraft- und Momentenübertragung zwischen dem Schiebebolzen und dem Anlenkbolzen bei sphärischen Oberflächen 34a und 34b im Wesentlichen ausschließlich über die Anlageflächen erfolgen. Hierdurch wird die Verschleißanfälligkeit des Gelenks reduziert. Zudem ist der Anlenkbolzen 10 in dieser Ausgestaltung einfacher zu fertigen.Between the contact surfaces 33a and 33b, the
Die gekrümmten Oberflächen 34a und 34b werden von Lagerschalen 35a und 35b umschlossen, die zwischen den Schenkeln 32a und 32b angeordnet sind, so dass der Gelenkkopf 31 zwischen den Lagerschalen 35a und 35b angeordnet ist. Die dem Gelenkkopf 31 zugewandten Oberflächen der Lagerschalen 35a und 35b weisen eine Krümmung entsprechend derjenigen der gekrümmten Oberflächen 34a und 34b des Gelenkkopfs 31 auf, so dass sie im Wesentlichen spielfrei an diesen gekrümmten Oberflächen 34a und 34b anliegen. Weiterhin sind die Lagerschalen 35a und 35b im Wesentlichen spielfrei zwischen die Schenkel 32a und 32b eingepasst.The
Die Lagerschalen 35a und 35b werden in einem Klemmsitz an den Gelenkkopf 31 bzw. seinen gekrümmten Oberflächen 34a und 34b gehalten. Hierzu sind die Lagerschalen 35a und 35b in einer Ausgestaltung derart in den zwischen den Schenkeln 32a und 32b des Schiebebolzens 13 ausgebildeten Zwischenraum eingesetzt, dass die der Flosse 7 zugewandte Lagerschale 35a an der zwischen den Schenkeln 32a und 32b ausgebildeten Innenfläche des Schiebebolzens 13 anliegt und die der Flosse abgewandte Lagerschale 35b in etwa bündig mit den Schenkeln 32a und 32b abschließt. Weiterhin wird der Zwischenraum auf seiner der Flosse 7 abgewandten Seite durch ein Verschlusselement 36 derart verschlossen, dass die der Flosse 7 abgewandte Lagerschale 35a an dem Verschlusselement 36 anliegt und der Klemmsitz hergestellt wird.The bearing
Das Verschlusselement 36 ist an den beiden Schenkeln 32a und 32b des Schiebebolzens 13 befestigt. Dabei kann das Verschlusselement 36 insbesondere mit den Schenkeln 32a und 32b verschraubt werden. Hierzu können die Schenkel 32a und 32b ein oder mehrere, insbesondere zwei, sich in Längsrichtung des Schiebebolzens erstreckende Gewindesacklöcher aufweisen, in welche sich durch das Verschlusselement 36 erstreckende Schrauben eingeschraubt werden, um das Verschlusselement 36 zu befestigen. Durch den Anzug der Schrauben, von denen eine mit der Bezugsziffer 39 versehen ist, wird der Klemmsitz zwischen den Lagerschalen 35a, 35b und dem Gelenkkopf 31 hergestellt. Dies geschieht vorzugsweise derart, dass zwischen den Lagerschalen 35a, 35b und den gekrümmten Oberflächen 34a und 34b des Gelenkkopfs ein minimales Spiel eingestellt werden. Zur Sicherung gegen ein Lösen des Klemmsitzes kann das Verschlusselement 36 sodann zusätzlich mit den Schenkeln 32a, 32b des Schiebebolzens verschweißt werden und/oder die Schrauben 39 können mit Schweißnähten gegen ein Lösen gesichert werden.The
Um die an dem Verschlusselement 36 anliegende Lagerschale 35b vertikal zu fixieren, weist das Verschlusselement 36 in einer Ausgestaltung obere und untere horizontale Randabschnitte 37a und 37b auf, die den Zwischenraum zwischen den Schenkeln 32a und 32b im Bereich der Lagerschale 35b nach oben und nach unten verschließen bzw. abdecken. Zur vertikalen Fixierung der flossenzugewandten Lagerschale 35a dienen obere und untere Halteelemente 38a und 38b, die den Zwischenraum zwischen den Schenkeln 32a und 32b im Bereich dieser Lagerschale 35a abdecken. Auf diese Weise entsteht zwischen den Schenkeln 32a und 32b und den Halteelementen 38a und 38b eine Tasche, in welche die Lagerschale 35a eingesetzt ist. Die Lagerschalen 35a und 35b füllen den Zwischenraum zwischen den Schenkeln 32a und 32b vorzugweise über seine gesamte Höhe vollständig aus, so dass sie an den horizontalen Randabschnitten 37a und 37b bzw. den Halteelementen 38a und 38b anliegen. Bei den Halteelementen 38a und 38b kann es sich um Haltebleche handeln, die an dem Schiebebolzen 13, insbesondere an seinen Schenkeln 32a und 32b angeschweißt sind. Gleichfalls können die Halteelemente 38a und 38b zusammen mit dem Schiebebolzen einstückig ausgeführt sein.In order to fix the bearing
Auf diese Weise kann der Schiebebolzen 13 mittels der Lagerschalen 35a und 35b an dem Gelenkkopf 31 gehalten und somit mit dem Anlenkbolzen 10 verbunden werden. Die gekrümmten Oberflächen 34a und 34b des Gelenkkopfs 31 können sich gleitend relativ zu den Lagerschalen 35a und 35b bewegen und ermöglichen damit das zuvor erläuterte Verschwenken des Schiebebolzens 13 um die Achse horizontale Achse.In this way, the sliding
Der Anlenkbolzen 10 und der daran vorgesehene Gelenkkopf 31 sind vorzugsweise aus Metall, insbesondere Edelstahl, gefertigt, um eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten. Die Lagerschalen 35a und 35b sind in einer Ausführungsform aus einem hinreichend festen Kunststoffmaterial gefertigt. Als Kunststoffmaterial kommen insbesondere Elastomere in Betracht, da diese in der Regel auch eine geringe Abriebrate aufweisen. Alternativ können die Lagerschalen 35a und 35b auch aus Metall, insbesondere Edelstahl, hergestellt und die dem Gelenkkopf 31 zugewandten Oberflächen mit einer Beschichtung aus einem Kunststoffmaterial versehen werden.The
Die Verwendung von Kunststoff für die Fertigung der Lagerschalen 35a und 35b bzw. deren Beschichtung reduziert die Reibung zwischen den Lagerschalen 35a und 35b und dem Gelenkkopf 31 (verglichen mit Lagerschalen 35a und 35b aus Stahl), so dass keine zusätzliche (Fett-) Schmierung des Gelenks 15 erforderlich ist. Aufgrund der Verwendung des Kunststoffmaterials kann das Gelenk 15 grundsätzlich bereits ohne Verwendung eines Schmiermittels eingesetzt werden. Im Betrieb kann zudem eine Wasserschmierung des Gelenks genutzt werden Durch eindringendes Wasser bildet sich dabei ein Wasserfilm zwischen den Lagerschalen 35a und 35b und dem Gelenkkopf 31 aus, der die Reibung zwischen den Lagerschalen 35a und 35b und dem Gelenkkopf 31 reduziert.The use of plastic for the manufacture of the bearing
Um die Reibung zwischen den Lagerschalen 35a und 35b und dem Gelenkkopf 31 noch weiter zu reduzieren, kann überdies vorgesehen sein, die an den Lagerschalen 35a und 35b anliegenden gekrümmten Oberflächen 34a und 34b des Gelenkkopfs 31 mit einer Kunststoffbeschichtung zu versehen.In order to further reduce the friction between the bearing
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann ein Gelenk 15 mit ausreichenden Freiheitsgraden bereitgestellt werden, das einfach aufgebaut, robust und verschleißfest ist. Zudem ist das Gelenk 15 insbesondere aufgrund seiner Trockenlaufeigenschaften bzw. der vorgesehenen Wasserschmierung wartungsarm. Überdies ermöglicht das Gelenk 15 eine einfache Demontage der Anlenkeinrichtung 9 bei montierter Flosse 9. So kann der Schiebebolzen 13 in einfacher Weise entfernt werden, indem dieser nach dem Ablösen des verschraubten Verschlusselements 36 durch das an der Flosse 9 angeordnete Gleitlager 14 hindurch vom dem Anlenkbolzen 10 abgezogen wird. Der hierdurch frei gewordene Anlenkbolzen 10 kann dann durch eines der Drehlager 11a, 11b hindurch geschoben und hierdurch ebenfalls einfach entfernt werden.In the previously described embodiments, a joint 15 with sufficient degrees of freedom can be provided, which is simple in construction, robust and wear-resistant. In addition, the joint 15 is low-maintenance, in particular due to its dry running properties or the water lubrication provided. In addition, the joint 15 enables the
- 11
- SchiffsrumpfHull
- 22nd
- Propellerpropeller
- 33rd
- HauptruderMain rudder
- 44th
- RuderschaftRudder stock
- 55
- KokerKoker
- 66
- RudermaschineRowing machine
- 77
- Flossefin
- 88th
- Scharnierhinge
- 99
- AnlenkeinrichtungArticulation device
- 1010th
- AnlenkbolzenPivot pin
- 11a11a
- oberes Drehlagerupper pivot bearing
- 11b11b
- unteres Drehlagerlower pivot bearing
- 12a12a
- oberes Trägerelementupper support element
- 12b12b
- unteres Trägerelementlower support element
- 1313
- SchiebebolzenSliding bolt
- 1414
- Gleitlagerbearings
- 1515
- Gelenkjoint
- 3131
- GelenkkopfRod end
- 32a32a
- erster Schenkel des Schiebbolzensfirst leg of the sliding pin
- 32b32b
- zweiter Schenkel des Schiebbolzenssecond leg of the sliding pin
- 33a33a
- erste Anlageflächefirst contact surface
- 33b33b
- zweite Anlageflächesecond contact surface
- 34a34a
- erste gekrümmte Oberflächefirst curved surface
- 34b34b
- zweite gekrümmte Oberflächesecond curved surface
- 35a35a
- erste Lagerschalefirst bearing shell
- 35b35b
- zweite Lagerschalesecond bearing shell
- 3636
- VerschlusselementClosure element
- 37a37a
- oberer Randabschnittupper edge section
- 37b37b
- unterer Randabschnittlower margin
- 38a38a
- oberes Halteelementupper holding element
- 38b38b
- oberes Halteelementupper holding element
- 3939
- Schraubescrew
Claims (9)
- Flap rudder having a main rudder (3) and, pivotably linked thereto, a forcibly guided flap (7) which is connected to a sliding bolt (13) which is connected by means of a joint (15) to a vertically oriented linkage bolt (10) rotatably mounted on a ship's hull (1),
the sliding bolt (13) having a fork-shaped portion with two legs (32a, 32b) and the linkage bolt (10) being provided with a joint head (31) which is disposed between the legs (32a, 32b) and has contact surfaces (33a, 33b) co-operating with the legs (32a, 32b) which are designed to establish a substantially non-rotating connection between the linkage bolt (10) relative to the longitudinal axis of the linkage bolt (10) and sliding bolt (13), and the sliding bolt (13) is also mounted on the joint head (31) by means of bearing shells (35a, 35b) disposed between the legs (32a, 32b), characterised in that
the joint head (31) has curved surfaces (34a, 34b) between the contact surfaces (33a, 33b) and the bearing shells (35a, 35b) surround the curved surfaces (34a, 34b). - Flap rudder as claimed in claim 1, wherein the linkage bolt (10) is mounted by means of an upper bearing (11a) and a lower bearing (11b) so as to be rotatable on the ship's hull (1) and the joint head (31) is disposed between the bearings (11a, 11b).
- Flap rudder as claimed in claim 1 or 2, wherein the legs (32a, 32b) of the sliding bolt (13) lie in contact with the contact surfaces (33a, 33b) of the joint head (31).
- Flap rudder as claimed in one of the preceding claims, wherein the contact surfaces (33a, 33b) are designed as substantially flat surfaces.
- Flap rudder as claimed in one of the preceding claims, wherein the curved surfaces (34a, 34b) are of a substantially spherical design.
- Flap rudder as claimed in one of the preceding claims, wherein the bearing shells (35a, 35b) are made from a plastic material.
- Flap rudder as claimed in one of the preceding claims, wherein the bearing shells (35a, 35b) are retained on the curved surfaces (34a, 34b) of the joint head (31) in a press fit.
- Flap rudder as claimed in one of the preceding claims, wherein the legs (32a, 32b) of the sliding bolt (13) bound a gap in which the joint head (31) is disposed between the bearing shells (35a, 35b), and the gap is closed on one side by a closure element (36) which is attached to the ends of the legs (32a, 32b).
- Flap rudder as claimed in claims 7 or 8, wherein the closure element (36) is attached to the ends of the legs (32a, 32b) in such a way that the press fit is created between the bearing shells (35a, 35b) and the joint head (31).
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