船舵的製作方法

2023-07-07 18:55:26

專利名稱：船舵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括舵葉的船舵，其配有設置於可驅動的螺旋槳 軸上的螺旋槳，其中，在所述舵葉上設有一流線型體，該流線型體構 造成梨形或艇形並且在所述舵葉的範圍內沿所述螺旋槳軸的延長線設 置。
背景技術：
目前，在螺旋槳驅動裝置中，船舵通常具有所謂的哥斯達整流體
(Costa-Birne)。該所謂的哥斯達整流體或者還有推進導管的作用是， 使得沿著螺旋槳軸的延長線在舵葉的範圍內形成一拱起，該拱起構造 成梨形或艇形(zeppelin仿rmig,齊柏林飛艇形狀)，是一種流線型體。 此流線型體的目的是，使槳轂的整個輪廓在這樣的程度上得以延長， 即，只產生小的尾流水渦動。
這種哥斯達整流體是公知的，例如由文獻DE 198 44 353 Al、 DE 84 23 818 U和DE 82 24 238 U。
哥斯達整流體的效果取決於其突起狀的造型，通過該造型，它從 舵或舵葉升高，由此得到一種有利的流動導向。
然而，哥斯達整流體因此相對於舵葉從側面凸出，在碰撞或衝擊 或者壓力作用的情況下，在實際的舵葉遭遇危險之前，哥斯達整流體 便處於直接的危險區域中。
但是，當哥斯達整流體受到碰撞、衝擊或壓力作用時，舵葉同樣 會受到影響，因為哥斯達整流體將作用在其上的力傳遞到舵葉上，這 樣就增加了對舵葉損害的危險性，比起不帶有哥斯達整流體的舵葉將 會更早地遭遇危險。

發明內容
本發明的目的是提供一種船的舵葉，該舵葉儘管具有有利的流動 導向，但對於因碰撞、衝擊或壓力作用所產生的外部影響不易受到損 壞或破壞，並且流線型體本身在壓力或碰撞的作用下獨立地破壞掉。
這時，在高度方向上觀察，如果流線型體將舵葉劃分成兩個區域
(A， B)，則是有利的，其中，這兩個區域在外形上設計為相同的或 不同的。在此方面，如果舵葉的各區域的縱向中心線與流線型體的中 心線不一致，且形成一角度a，則是有利的。
如果對於兩個區域(A， B)，在舵葉的一個區域的縱向中心線與 流線型體的中心線之間的角度a是不同的，則這也是有利的。
按照本發明，如果流線型體具有預定斷裂位置，這些斷裂位置在 作用力、衝擊、碰撞或壓力作用增強的情況下致使流線型體被破壞， 則這是有利的。同時，如果預定斷裂位置設計為預定斷裂線，則這也 是有利的。還有，預定斷裂線適宜沿流線型體的縱向和/或橫向取向。 而如果預定斷裂線在流線型體上網狀地分布，也是有利的。
按照本發明，預定斷裂位置或預設斷裂線宜設計為材料削弱部、 材料縮減部和/或刻槽線。
在一種有利的實施例中，流線型體宜由金屬或非金屬材料或金屬-
非金屬混合材料製成。
在另一有利的實施例中，流線型體宜由碳纖維複合材料製成。 在又一有利的實施例中，材料宜具有嵌入的碳纖維、石墨纖維和/
或玻璃纖維。
在又一有利的實施例中，流線型體宜由塑料或多種塑料製成。
在一種有利的實施例中，流線型體宜由POM塑料製成，例如聚 氧化甲烯、聚甲醛或聚縮醛。
有利的進一步改進在各從屬權利要求中說明。
在此，特別有利的是這樣一種流線型體構造設計，其中，流線型 體包括兩個互補地配合成流線型體的獨立的殼狀縱向體，各縱向體在 其縱向邊緣的區域中經由預定斷裂線保持在舵葉的外壁面上，其中，
兩個殼狀縱向體的朝向螺旋槳的邊緣區域經由預定斷裂線與一球形帽 狀部件連接，該球形帽狀部件固定地或可拆卸地連接於舵葉。
本發明船舵的舵葉的流線型體構造設計實現了下述優點由於存 在流線型體被破壞的可能，所以舵在壓力、衝擊或碰撞作用的情況下 不會受到損害。此外，還存在使傳統的舵葉後續加裝本發明的流線型 體而得以改進的可能性。


下文基於實施例藉助附圖對本發明進行更加詳細地描述，其中 圖l是具有驅動螺旋槳、船舵舵葉的船尾部的示意圖，其中，舵 葉裝配有本發明的梨形流線型體，
圖2是具有流線型體的舵葉的示意圖，流線型體處在分解圖示中 的分解狀態，其包括三個部件，
圖3是具有流線型體的舵葉的前視圖，流線型體處在分解狀態，
圖4是具有流線型體的舵葉的示意圖，
圖5是具有流線型體的舵葉的後視圖，
圖6是具有流線型體的舵葉的側視圖，
圖7是具有流線型體的舵葉的前視圖，
圖8是從上方觀察到的具有流線型體的舵葉的視圖，以及
圖9是從下方觀察到的具有流線型體的舵葉的視圖。
具體實施例方式
圖1示出了船10的尾部11，帶有驅動螺旋槳12和舵13，其舵葉 15配有梨形或艇形流線型體20，流線型體20優選地設計成中空體， 其可以與舵葉15為一體，以及，也可以包括兩個或多個固定在舵葉 15的外壁面15a、 15b上的部件21、 22。流線型體20還可設計為實心 體。沿螺旋槳軸的延長線，在舵葉1的範圍內構造一拱起，其形成流 線型體20，亦即所謂的推進導管或哥斯達整流體。
流線型體20設計成在壓力、衝擊或碰撞作用的情況下，其自行 破壞。
為實現自行破壞的可能，流線型體20的壁25包括各個壁部分30, 這些壁部分通過形式上為材料削弱部或刻槽線的預定斷裂線40相互 連接(圖6)。預定斷裂線設計為在流線型體20的壁25中沿流線型體 20的縱向方向和/或橫向於流線型體20的縱向方向延伸，其中，預定 斷裂線40也可以是不規則的。預定斷裂線40也可以在流動體20上網 狀分布。
預定斷裂線40構造和i殳置成，在流動體20的外壁面上不會產生 不平、凹陷、溝槽等，從而保持外壁面平滑。
在本發明的舵葉15設計中，重要的是，在碰撞、沖擊或壓力作用 的情況下，流線型體20自行破壞或自行解散。這樣就不會有過大的力 傳遞到舵葉本身上面，從而可以避免對舵葉產生導致明顯損壞或破壞 的影響。
圖2示出具有流線型體20的舵葉15，流線型體20由三個獨立的 部件50、 51、 55組成。這裡，部件50、 51形成在舵葉15側面的流線 型體20的側部，而部件55形成前部的、即朝向螺旋槳12的大致有些 呈半球狀的端部。箭頭X、 XI、 X2示出部件50、 51、 55在這些方向 上從舵葉15拆下。典型地，流線型體20的各部件50、 51、 55為殼狀， 且優選地形成構造在航葉15上的非實心體，而不是在組裝狀態下僅僅 一個中空體。
據此，流線型體20包括兩個互補地配合成流線型體的獨立的殼狀 縱向體50、 51,各縱向體在其縱向邊緣50a、 51a的區域中經由預定 斷裂線40保持在舵葉15的外壁面15a、 15b上，其中，兩個殼狀縱向 體50、 51的朝向螺旋槳12的邊緣區域50a、 51b經由預定斷裂線40 與一球形帽狀部件55連接，該球形帽狀部件固定地或可拆卸地連接於 舵葉15 (圖2和3)。
從圖2中可進一步看到，舵葉15不是均一的部件，而是由上部區 域A和下部區域B形成。上部區域A至少在其前側具有一彎曲部或 導向部，其更多向左彎曲或定向，下部區域B至少具有一彎曲部或導
向部，其更多向右彎曲或定向。在兩區域A和B的界面位置，該區別 很明顯，其中兩前部區域如舌片那樣設計，它們不是相互一致地配合， 而是以大致Y形彼此分開。兩區域A和B的縱向中心線LM1不一致 且不平行，而是相互間有一角度a。還有，各區域A和B的縱向中心 線LM1不位於流線型體20的中心線ML上。
圖3示出具有流線型體20的舵葉15，該流線型體20具有部件50、 51和55。需要說明的是，在一種實施方式中，區域A和B可以是不 同的，從而各縱向中心線LM1沖出在LM1處的前緣，因此位於流線 型體20的中心線ML的之外。而在本發明另一實施方式中(在此未 示出)，上部區域A也可與下部區域B相同，從而縱向中心線LM1
到流線型體20的中心線ML的偏離是相同的並且具有0度角的不同， 或者也可以是等於零。
圖8和圖9示出了分別從下方或從上方觀察到的舵葉15的視圖。 在每種情況中可看出，在舵葉15的縱向中心線LM1與流線型體20 的中心線ML之間，存在著角度a。
圖4示出了從左後方觀察到的具有流線型體20的舵葉15的側視 圖。這裡區域A和B很明顯。在後部，區域A和B是相同的，而在 前部，區域A和B則設計成不同的(也可見圖2)。
圖5示出了舵葉15的後視圖，而圖7示出前視圖。在各情況中， 可以清楚看到流線型體20。
圖6示出了本發明具有流線型體20的舵葉15，其中，流線型體 具有預定斷裂位置，以便在碰撞、衝擊或壓力作用下能夠更好地自破 壞。預定斷裂位置有利地設置為預定斷裂線40,它們在流線型體表面 上分布。這些預定斷裂線有利地沿流線型體20的縱向和/或橫向取向。 如果預定斷裂位置由材料縮減部或由槽口亦即由刻槽線形成，則這是 特別有利的。預定斷裂線40有利地在流動體20表面上網狀分布。
按照圖8和圖9,舵葉15具有這樣的橫截面16，該橫截面的縱向 中心線LM1相對於流線型體20的中心線ML以一角度a偏置，使得 舵葉15的朝向驅動螺旋槳12的凸脊條邊70位於流線型體20的中心線ML之外。
流線型體20有利地由金屬製成。然而在另一實施方式中，流線型 體也可以由非金屬材料構成，例如碳纖維複合材料，優選地具有嵌入 的碳纖維、石墨纖維和/或玻璃纖維。還可以採用金屬-非金屬混合材 料。
在另一實施方式中，流線型體20還可以由塑料或多種塑料製成。 在該情況下可採用POM塑料，例如聚氧化曱烯、聚甲醛或聚縮醛。 這些材料典型地具有較高的滑動性能，這對於水中摩擦是有利的。
有利地，本發明的具有流線型體20的舵葉15用在吊舵中。
流線型體20整體組合到舵葉15中，或者，流線型體20例如按半 體方式固定在舵葉15的兩側，也都是適宜的。
如圖2、 3和4所示，兩個上下布置的舵葉區域A和B的朝向螺 旋槳12的凸脊條邊70、 71彼此偏置，以使上部舵葉區域A的凸脊條 邊70向左舷BB偏置，而凸脊條邊71向右舷SB偏置，在此，相反的 偏置也是可以的。舵葉15的外壁面15a、 15b在遠離螺旋槳12的端部 條邊75處接合到一起(扭轉的舵)。
通過兩個舵葉區域A和B的凸脊條邊70、 71彼此偏置，使得上 部舵葉部分的凸脊條邊向左舷偏置、下部舵葉部分的凸脊條邊向右舷 偏置，或者上部舵葉部分的凸脊條邊向右舷偏置、下部舵葉部分的凸 脊條邊向左舷偏置，而總是得到兩舵葉區域的兩個彼此呈鏡面倒置的 截面輪廓。
這種根據本發明所設計的具有兩個呈鏡面倒置的截面輪廓的舵葉 15的優點是 一方面，防止了汽泡形成，另一方面，還防止在船舵上 發生侵蝕現象，這種侵蝕現象在螺旋槳高負荷的快船中由於空泡形成 而出現。舵葉的這種特殊結構設計有利於降低燃料消耗。除了顯著的 空蝕保護之外，效率也得以改善。並且還顯著地節約了重量。
權利要求
1.包括舵葉(15)的船舵，其配有設置於可驅動的螺旋槳軸上的螺旋槳(12)，其中，在所述舵葉(15)上設有一流線型體(20)，該流線型體構造成梨形或艇形並且在所述舵葉(15)的範圍內沿所述螺旋槳軸的延長線設置，其特徵在於，所述流線型體(20)設計為在作用力、衝擊、碰撞或壓力作用增強的情況下自行破壞或自行解散。
2. 如權利要求l所述的船舵，其特徵在於，在高度方向上觀察， 流線型體(20)將舵葉(15)劃分成兩個區域(A和B),其中，這兩 個區域(A和B)在外形上相同或不同。
3. 如權利要求1或2所述的船舵，其特徵在於，所述舵葉(15 ) 各區域(A和B)的縱向中心線(LM1)與流線型體(20)的中心線(ML)不一致，或者彼此偏離並形成一角度oc。
4. 如權利要求3所述的船舵，其特徵在於，在舵葉(15)的一個 區域(A)的縱向中心線(LM1)與流線型體(20)的中心線(ML) 之間的角度a不同於在舵葉(15)的另一區域(B)的縱向中心線(LMl) 與流線型體(20)的中心線(ML)之間的角度a。
5. 如權利要求1至4中任意一項所述的船舵，其特徵在於，流線 型體(20)的壁(25)具有預定斷裂線或預定斷裂位置(40)，形成各 個壁部分(30)，這些預定斷裂線或預定斷裂位置在作用力、衝擊、碰 撞或壓力作用增強的情況下致使流線型體(20)破壞，並且這些預定 斷裂線或預定斷裂位置設計為材料削弱部、材料縮減部、刻槽線或穿 孔。
6. 如權利要求1至5中任意一項所述的船舵，其特徵在於，預定 斷裂線(40)設計為在流線型體(20)的壁中沿流線型體(20)的縱 向方向和/或橫向於流線型體(20)的縱向方向延伸，其中，所述預定 斷裂線(40)也可以是不規則的。
7. 如權利要求1至6中任意一項所述的船舵，其特徵在於，預定 斷裂線(40)在流線型體(20)上網狀地分布。
8. 如權利要求1至7中任意一項所述的船舵，其特徵在於，所述 流線型體(20)包括兩個互補地配合成流線型體的獨立的殼狀縱向體(50、 51),各縱向體在其縱向邊緣(50a、 51a)的區域中經由預定斷 裂線(40)保持在舵葉(15)的外壁面(15a， 15b)上，其中，兩個 殼狀縱向體(50、 51)的朝向螺旋槳(12)的邊緣區域(50a， 51b ) 經由預定斷裂線(40)與一球形帽狀部件(55)連接，該球形帽狀部 件固定地或可拆卸地連接於舵葉(15)。
9. 如權利要求1至8中任意一項所述的船舵，其特徵在於，舵葉 (15)具有這樣的橫截面(16):該橫截面的縱向中心線(LM1)以一角度cc相對於流線型體(20)的中心線(ML)偏置，以使得舵葉 (15)的朝向驅動螺旋槳(12)的凸脊條邊(70; 71)位於流線型體 (20)的中心線(ML)之外。
10. 如權利要求1至9中任意一項所述的船舵，其特徵在於，所 述流線型體(20)及其部件(50、 51)由金屬或非金屬材料例如碳纖 維複合材料製成，或由具有嵌入的石墨纖維或玻璃纖維的纖維複合材 料製成，或由金屬-非金屬混合材料、由塑料製成。
11. 如權利要求1至10中任意一項所述的船舵，其特徵在於，流 線型體(20)由POM塑料製成，例如聚氧化甲烯、聚甲醛或聚縮醛。
12. 如權利要求l中11中任意一項所述的船舵，其特徵在於，兩 個上下布置的舵葉區域(A和B)的朝向螺旋槳(12)的凸脊條邊(70、 71)以下述方式彼此偏置，即，使上部舵葉區域(A)的凸脊條邊(70) 向左舷(BB)偏置，而使凸脊條邊(71)向右舷(SB)偏置，亦或反 過來，並且，舵葉(15)的外壁面(15a， 15b)在遠離螺旋槳(12) 的端部條邊(75)處接合到一起。
全文摘要
本發明涉及一種船舵，具有螺旋槳驅動裝置，其中，螺旋槳可繞一螺旋槳軸轉動地設置；舵葉(15)；以及設置在舵葉(15)上的流線型體(20)，其中，構造成梨形或艇形的流線型體在所述舵葉的範圍內沿所述螺旋槳軸的延長線設置，並且設計為在作用力、衝擊、碰撞或壓力作用增強的情況下自行破壞或自行解散。
文檔編號B63H25/38GK101181930SQ20071010418
公開日2008年5月21日 申請日期2007年5月21日 優先權日2006年11月13日
發明者迪爾克·萊曼, 馬蒂亞斯·克盧格 申請人:貝克船舶系統有限及兩合公司