专利名称：用于带有喷水器的船舶的转向设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于用于带有喷水器(water jet unit)的船舶的转向设备，包括转向装置，其可绕具有第一中心线的基本竖轴枢转；至少一个液压缸，其将所述液压缸的第一端铰链连接到喷水器的连接凸缘上；转动装置，其可连接到所述的轴上，所述轴在与所述轴有一定距离处用于连接到所述液压缸的第二端上，所述轴用于枢转转向装置；换向装置，其设置在水平轴周围；其余的液压缸，其设置用来作用于换向装置，其余液压缸随转向装置的运动而运动。
背景技术：
近来，大的喷水器越来越普遍地用于驱动大的船舶。根据已知方法利用箱形可枢转的转向装置和换向装置可实现用喷水来操纵船舶，所述转向装置由有力液压缸单元来控制，所述换向装置由其自身液压缸来控制并悬挂在转向装置上。然而，液压装置设置在水中，即，在船体外部。由于用于液压缸的液压油管可能断裂并引起液压油泄漏到水中，这就涉及潜在的环境隐患。某些用户希望能够消除这种潜在的安全隐患。
如2000年7月号“Speed at Sea”中所描述的内容，提出了解决所述问题方法通过移动船尾肋骨内部的液压活塞，并转而控制转向装置和换向装置，所述换向装置利用连接机构悬挂在换向装置上。由于换向装置的定位，这些连接机构很长并且是个累赘。还会引起不希望的过多的穿透船板，对穿透船板所形成的孔不得不进行密封。由于希望在竖直方向和水平方向都能运动，这种解决方案还会导致若干铰接，所述铰接可引起涉及结构强度和操纵精确性的问题。
在US3,422,788中公开了这个问题的另一解决方案，其中，没有选择整个转向装置枢转，仅类似船舵的元件枢转，所述类似船舵的元件设置在固定的一种转向装置的内部。换向装置部分悬挂在固定的转向装置上。因此，由于作用于换向装置的液压活塞没有参与任何横向移动，所以就解决了换向装置的作用问题。然而，这个方案涉及许多其它大量的缺点，总之，从根本上破坏了效率。因此，不能接受这种方案。
还通过US3,807,346，已知的现有技术喷水器中，通过将液压装置设置在遮蔽位置中来控制转向装置和换向装置。然而，这种方案展示了换向装置横向运动，而不能竖直运动，这是一个常规上所希望的方案。因此，这种替代结构也是所不希望的。
发明内容
本发明的目的是发现一种解决上述复杂问题的最佳方案。可通过带有喷水器的船舶的转向设备来实现上述目的，所述转向设备包括转向装置，其可绕具有第一中心线的竖轴枢转；至少一个液压缸，该液压缸的第一端铰链连接到喷水器的连接凸缘上；转动装置，其连接到所述的轴上，用于在距所述轴一定距离处连接到所述液压缸的第二端上用于枢转转向装置；换向装置，其设置在大体水平的水平轴周围；一附加液压缸，其设置用来作用于换向装置，附加液压缸随转向装置的运动而运动，其中，所有的液压缸设置在遮蔽空间内，所述遮蔽空间位于所述竖轴的延长线上面，及所述遮蔽空间的后端设置有狭缝形开口。
由于这个方案可能实现对液压管和连接件的遮蔽包围，还可实现用于自动控制转向的位置测量装置的遮蔽定位，并同时避免了不希望的连接机构。
本发明的其它方面内容作用于换向装置的所述液压缸可枢转地悬挂在具有第二中心线的基本上水平轴上；用于所述液压缸的所述中心线靠近或优选地与所述第一中心线相交；用于液压缸的悬挂的第二中心线靠近或优选地与第一中心线相交；所述空间成型为一组件；用来测量转向装置和/或换向装置位置的所述位置测量装置设置在所述空间内；所述空间的所述底部至少部分设置在喷水器出口部分的上面并与喷水器出口部分相接触；两个液压缸用来转动所述转向装置，所述液压缸的其中之一端部在所述轴的两侧铰链连接到转动装置；
所述遮蔽空间的后端设置有密封的优选为用于活塞杆的狭缝形开口，所述活塞杆用于换向装置，所述的活塞杆以密封的形式前后移动并且还可竖直移动；所述轴的所述上端设置在所述空间内。
参照附图，更详细地说明本发明，其中图1示出了根据本发明的优选转向设备的局部剖开的侧视图；图2示出了与图1相同的视图、但换向装置处于另一位置；图3示出了根据图1的转向设备的局部剖开的顶视图；图4示出了与图3相同的视图、但转向装置处于另一位置；和图5示出根据本发明的一种改型转向设备的侧视图。
具体实施例方式
图1和图2示出了根据本发明的设备的两个不同位置的侧视图。用常规的方法对转向设备进行了基本设计。因此，公开了本身已知的转向设备，包括转向装置6，可绕竖轴5枢转，所述竖轴5固定在喷水出口部分20上，所述喷水出口部分20本身则装接于船船艉构架上。而且，这种基本结构包括固定在转向装置每一侧的横梁装置，其中设置有用于悬置换向装置7的杆臂17的铰链12。在图1中，所示的换向装置处于其未促动模式，即全速前进的位置。
在图2中，所示的换向装置处于促动模式，在该模式下喷水流从而被换向以实现换向力。
本设计的新特点是分别作用于转向装置6和换向装置7的液压缸2、3、9的配置。所述液压缸2、3和9设置在上述基本结构上方的封闭空间1中。所述空间为箱形并由数个板1A-1G所限定。前板1E旨在固定到喷水器的装接凸缘11上，而后板1G设置在距前板1E足够距离处，以便能够容放设置在大约相同尺寸的液压缸2、3、9的最后部的(用于换向装置7)的整个液压缸9。下板1F基本上部分地水平设置并容纳用于转向装置6的竖轴5的上端。上板1A、1B设置成可得到足够大的空间而用于容纳带有相关周围设备即液压管和位置测量设备的各液压缸。轭形摆动臂4固定在竖轴5上并可与竖轴5一起枢转。两个枢轴14A和14B(参照图3)设置在所述摆动臂4的顶部，及用于转动转向装置6的液压缸2、3的前端3A、2A枢转地设置在所述枢轴上。而且，所述摆动臂4处设置有两个连接柄15，用于通过轴13枢转地悬置液压缸9，所述轴13固定在所述液压缸9上。因此，用于换向装置7的液压缸9连接到轴5上，以便所述液压缸9可随其运动而摆动。用于悬挂液压缸9的轴13中心线的C2设置成其与竖轴5的中心线C1相交叉。而且，液压缸9的中心线C3(参看图4)设置为与竖轴5的中心线C1相交叉。该悬挂意味着换向装置7相对于液压缸9的相对位置不受转向装置6的相对位置的影响。因此，即使转向装置转动到不同的位置，换向装置7不改变与转向装置相对位置，而不是根据本发明的液压缸9的悬置就不是这种情况。
而且，用于作用于换向装置7的活塞杆9A通过密封的狭缝16从箱形空间1伸出，所述狭缝16设置在箱结构的后端1G上。优选的是，对狭缝16进行密封，以便防止水流进遮蔽的空间1并且还防止可能泄漏的油从狭缝16流出。狭缝16可使液压缸9绕轴13作枢轴转动，这是必要的，因为在连接臂17处的用于活塞杆9A的铰链21沿圆弧21A运动，这意味着当活塞杆9A运动时，液压缸9必须能够分别向上和向下枢转。转动液压缸2、3的相应前端2A和3A绕一枢轴转动连接，枢轴分别设置在装接元件11A和11B处，装接元件又牢固地连接到喷水器的装接凸缘11上。在装接元件11A和11B之间并于其上方且在所述空间1内设置有用于液压油的分配室18，分别为液压缸供和回油的液压管19从分配室18接出。由于这种设置，分配室18和液压管19将设置在上述空间1内的遮蔽空间中。
图3和图4示出了从上面看到的根据本发明的转向设备。图3中，所示转向设备处于摆出位置，转向装置6处于相对于主体延伸部倾斜的位置以便进行偏转。
在图4中，所示转向装置6处于折入位置，即当换向装置7不促动时用于迳直向前驱动。图4中的位置可通过液压缸2、3处于活塞杆的每一端2B、3B位于与喷水器装接凸缘11平行的共同平面上的位置来实现。从这个位置，通过推出下部(如图中所示)液压缸3的活塞杆并同时压迫上部(如图中所示)液压缸2的活塞杆，摆动臂4绕竖轴5摆动，以便转向装置6相对于喷水器装接凸缘11成一定角度，从而引起偏舵。
由于本发明，实现了液压设备的遮蔽装放，而无需使用长而累赘的连杆机构。再者，根据本发明的模件原理(module principle)，可用简单的方法对现有的配置进行改进，因此，液压设备的遮蔽装放可以随后安装。
在图5中，简要示出了根据本发明的一个改型。所示为出口部分20的侧视图，及与上述设计基本相同的转向装置6。在其他方面，图中仅示出了与上述优选实施例有变化的元件。重要的不同点是液压缸9在竖轴5的顶部固定装接到装接装置15A上(其优选为凸缘形式)。液压缸9设置有相应的凸缘9B，以便能够牢靠地将液压缸9装接到装放接装置15A上。因此，活塞杆9A可仅在相应于活塞杆9A的中心线C3延长线的一个和相同的水平面内移动。为了补偿对于连杆臂17(没有示出)的铰链21的曲线21A的运动，设置了中间连杆17A。该连杆17A的一端枢转连接到臂铰链21上及另一端枢转连接到活塞铰链9C上。如上所述，该液压缸(优选的是，还有其它液压缸，其没有示出)罩放在大体封闭的空间1中，在一端具有用于活塞杆9A的水平延伸的狭缝16，使得活塞杆9A可自由地移进/移出并横向移动。还有在本实施例中，优选地对狭缝16进行密封。在这样的连接中，有利的是液压活塞杆9A在竖直平面上不作任何枢转运动，即活塞杆9将独立于换向装置7而在相对于狭缝16的相同水平面内运动。
本发明不限于上述的内容，可在权利要求的范围内有所变化。因此，应该意识到，不必具有两个液压缸来作用于摆动臂，在某些特定的情况下，仅用一个液压缸就足够了。然而，优选使用两个对称设置的液压缸来用于转动，并不只是出于可靠/安全的原因。而且，应该理解，还可采用相同原理通过连杆机构来平行连接若干相邻设置的转向设备。
不应该对短语“连接到喷水器的装接凸缘11”进行狭义的解释，而应该意识到，“连接”可以是(在许多情况下)间接的，即通过一个或若干个中间元件形成的连接。然而，重要的是该“连接”设计为其可传递所需的力，且在通常情况下意味着其基本上是刚性的。也应意识到，可在船艉后部进行“连接”，而不是在喷水器处进行“连接”。关键在于“连接”在船固定部处进行。应该理解，封闭空间1不必在所有的情况下都借助于狭缝16处的密封设置进行密封。而且，应该理解，若使用了密封，不必在各种安装中完全密封密封封闭空间1。在某些安装中，阻止大部分水流进出封闭空间1就足够了。而且，应该理解，所述狭缝形开口16应做广义理解，可供替代的方案包括，通过使用叠置、柔性或可动的可使活塞在其间运动的密封元件，开口可以是半闭/开的。
权利要求
1.一种带有喷水器的船舶转向设备，所述转向设备包括a)转向装置(6)，可绕具有第一中心线(C1)的基本上铅直的轴(5)枢转；b)至少一个液压缸(2，3)，其第一端(2A，3A)铰链于喷水器的连接凸缘上；c)连接于所述的轴(5)的转动装置(4)，装接于所述液压缸的距所述轴(5)某一距离处的第二端(2B，3B)而用于枢转转向装置(6)；d)围绕一基本上水平轴(12)设置的换向装置(7)；e)一设置用来作用于换向装置(7)的附加液压缸(9)，该附加液压缸(9)追随转向装置(6)的运动，其特征在于，所有液压缸(2，3，9)设置在位于所述竖轴(5)延伸部上方的遮蔽空间(1)内，所述遮蔽空间(1)在后端(1G)处设置有一狭缝形开口(16)。
2.根据权利要求1所述转向设备，其特征在于，设置用来作用于换向装置(7)的所述液压缸(9)围绕一具有第二中心线(C2)的基本上水平的轴(13)枢转地悬置。
3.根据权利要求2所述转向设备，其特征在于，所述液压缸(9)的所述中心线(C3)靠近所述第一中心线(C1)，或优选地与所述第一中心线(C1)相交。
4.根据权利要求2所述转向设备，其特征在于，用于液压缸(9)的悬置轴(13)的第二中心线(C2)靠近所述第一中心线(C1)，或优选地与之相交。
5.根据权利要求1所述转向设备，其特征在于，所述空间(1)形成为一模件。
6.根据权利要求1所述转向设备，其特征在于，用来测量转向装置(6)和/或换向装置(7)位置的位置测量装置设置在所述空间内。
7.根据权利要求1所述转向设备，其特征在于，所述空间(1)的底部(1F)至少部分设置在喷水器出口部分(20)的顶部上并与之相接触。
8.根据权利要求1所述转向设备，其特征在于，两个铰接于所述转向装置(4)的液压缸(2，3)用于转动所述转向装置(6)，所述液压缸(2，3)的第一端部(2A，3A)位于所述轴(5)的两侧。
9.根据权利要求1所述转向设备，其特征在于，所述遮蔽空间(1)在后端(1G)处设置有用于换向装置(7)的活塞杆(9A)的密封的开口(16)，使得所述活塞杆以密封的形式在狭缝(16)中水平移动并且还可竖直移动。
10.根据权利要求1所述转向设备，其特征在于，所述轴(5)的上端位于所述空间(1)内。
全文摘要
本发明涉及用于带有喷水器船舶的转向设备，所述转向设备包括转向装置，其可绕具有第一中心线的竖轴枢转；至少一个液压缸，其可将液压缸的第一端铰链连接到喷水器的连接凸缘上；转动装置，其可连接到所述的轴上，所述轴在与所述轴有一定距离处用于连接到所述液压缸的第二端上；换向装置，用于枢转转向装置，所述换向装置设置在水平轴的周围；其它的液压缸，其设置用来作用换向装置，其它的液压缸随转向装置的运动而运动，其特征在于，所有的液压缸设置在遮蔽空间内，所述遮蔽空间位于所述竖轴的延长线上面。
文档编号B63H11/11GK1471484SQ01817818
公开日2004年1月28日 申请日期2001年11月14日 优先权日2000年11月14日
发明者克里斯特·黑格, 斯文-冈纳·卡尔森, 克里斯特 黑格, 阅伞たǘ 申请人:罗尔斯-罗伊斯股份公司