专利名称：用于船用舵的舵杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于船用舵的舵杆。
背景技术：
船舶的舵的舵杆主要由熟铁制成。如果要锻造具有大长度的舵杆，只有很少量的具有相当产能的锻造可供使用，而且大多数舵杆特别是长度大于10m的舵杆的订单接近于锻造的产能，在这些方面产生困难。此外，这种长的且经常直径大的舵杆具有大的重量，该重量通常超出100吨-限度。这就又需要特殊的结构将舵叶支承和悬挂在舵杆上。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种舵杆，在大的长度时其重量较小且其一部分由金属材料特别是熟铁制成，尽管如此仍保持大的抗弯强度和抗扭强度。
本发明的目的通过具有权利要求1给出的特征的按开头所述形式的舵杆实现。
据此，本发明在于，舵杆具有由金属材料特别是熟铁制成的末端部分和与末端部分连接的由非金属材料制成的中间部分。
根据本发明优选的实施方式，舵杆的非金属材料的中间部分由碳-纤维复合材料或由碳-纤维优选由石墨纤维制成。
此外，本发明设定于，舵杆的两个由熟铁制成的末端部分在其彼此面向的端侧上具有颈状缩小的轴颈形部分，其环绕的表面设有结构作为用于由碳-纤维制成的中间部分的附着面，它们以线圈的形式围住轴颈形部分，其中碳-纤维在舵杆中间部分长度上延伸的整个线圈区域中用浇铸树脂包封和浇铸。
本发明其它优选构造是从属权利要求的主题。
本发明舵杆的构造的优点在于，能够制造用于船用舵的具有大长度、大直径且大重量的舵杆，而不需要为此用熟铁制造整个舵杆，因为只有舵杆的末端部分由熟铁制造，而在末端部分之间的舵杆中间部分由非金属材料制成而且特别是由碳-纤维复合材料或由碳-纤维优选由石墨纤维制成，其以线圈的形式构成舵杆的中间部分，其中碳-纤维复合材料或碳-纤维的线圈延伸直到舵杆末端部分的相对置的端部中并与其固定地连接。这样创造一种舵杆，其末端部分由熟铁制成并且因此可以承受最大的载荷。此外，舵杆的由熟铁制成的末端部分接纳用于在舵杆筒内舵承中支承舵杆的支承件。
在附图中示例地示出本发明的对象，其中图1示出了设置在船尾区域内的舵装置，它包括一个设置在舵杆筒内舵承中的舵杆；图2示出了舵装置的放大图，其中一部分为侧视图，一部分为垂直截面图；图3示出了舵杆的视图，它包括由熟铁制成的端侧的部分和由非金属材料制成的舵杆中间部分；以及图4示出了舵杆的视图，它包括由熟铁制成的末端部分和由卷绕的碳-纤维制成的与末端部分连接的中间部分。
具体实施例方式
在图1和2示出的实施方式中，附图标记10表示船体，20表示具有其端部20a、20b的舵杆筒内舵承，30表示舵叶，40表示舵杆。
设计成悬臂梁的舵杆筒内舵承20通过其上端部20a与船体20固定地连接并具有内孔25，该内孔25容纳舵杆40。舵杆筒内舵承20穿入舵叶30中，其舵叶30与穿过舵杆筒内舵承20内孔25的舵杆40的自由的下端部20b固定地连接。在舵叶30中形成的优选圆柱形的引入部分35通过侧向外板36、37限定，用以容纳舵杆筒内舵承20的自由端20b(图2)。
为了支承舵杆40，舵杆筒内舵承20至少具有一支承件。在图2所示实施例中，设置两支承件70、71，即一个内支承件70和一个外支承件71，其中支承件70在舵杆筒内舵承20的内壁面上形成，另一支承件71在舵杆筒内舵承的外壁面上或在设置在舵叶30上的支承件的内壁面上形成。
在舵杆筒内舵承20中支承的舵杆40这样构成，其两末端部分41、42由熟铁制成，而舵杆中间部分45由非金属材料制成，特别是由碳-纤维复合材料或由碳-纤维优选由石墨纤维制成(图3)。熟铁理解为含碳量小于0.8％的铁。
为了固定舵杆40的中间部分45，可以设有不同的结构设计。如按图4的实施方式所示，两末端部分41、42的彼此相对置的端侧具有轴颈形的部分51、52，它们优选设有一种外壁结构51a、52a，以确保由碳-纤维制成的舵杆中间部分45的附着性和耐久性。优选的是，碳-纤维或碳-纤维复合材料通过线圈60固定到末端部分41、42的轴颈51、52上，其中线圈在两轴颈51、52的圆周上并在舵杆中间部分45的整个长度上延伸。为了提高强度，碳-纤维用浇铸树脂包封及浇铸。
在最小重量情况下舵杆可以制成很长，在这方面本发明舵杆构造是特别有利的。例如对于长度为10m的舵杆，其重量比完全由熟铁制成的舵杆的重量要减小50％以上。
在另一实施方式中设定，设置在舵杆筒内舵承20中的舵杆40在设置在舵杆筒内舵承20中的支承件70、71的区域内具有材料加强部分80，在此优选材料加强部分80设置在舵杆筒内舵承末端20b的区域内。材料加强部分80在舵杆40上形成，优选在设置于舵杆筒内舵承20上的内支承件70的区域内在舵杆40的末端部分42上形成(图2)。
附图标记表10船体20舵杆筒内舵承20a 舵杆筒内舵承上端20b 舵杆筒内舵承下端25内孔30舵叶35圆柱形引入部分36侧向外板37侧向外板40舵杆40a 舵杆下端41末端部分42末端部分45舵杆中间部分51轴颈52轴颈51a 表面结构52a 表面结构60碳-纤维线圈70内支承件71外支承件80材料加强部分
权利要求
1.一种用于船用舵的舵杆，其特征在于舵杆(40)具有由一种金属材料特别是熟铁制成的末端部分(41、42)和一与这些末端部分(41、42)连接的由一种非金属材料制成的舵杆中间部分(45)。
2.如权利要求1的舵杆，其特征在于舵杆(40)的由非金属材料制成的中间部分(45)由一种碳-纤维复合材料或由碳-纤维优选由石墨纤维制成。
3.如权利要求1或2的舵杆，其特征在于舵杆(40)的两个由熟铁制成的末端部分(41、42)在其彼此面向的端侧上具有颈状缩小的轴颈形的部分(51、52)，其环绕的表面设有结构(51a、52a)作为用于由碳-纤维制成的舵杆中间部分(45)的附着面，所述碳-纤维以线圈(60)的形式包围末端部分(41、42)上的轴颈形的部分(51、52)，其中碳-纤维在整个沿舵杆中间部分(45)长度延伸的线圈区域中用一种浇铸树脂包封和浇铸。
4.如权利要求1-3之一的舵杆，其特征在于舵杆(40)的末端部分(41、42)与舵杆的中间部分(45)长度之比为
5.如权利要求1-4之一的舵杆，该舵杆设置在一舵杆筒内舵承(20)中，其特征在于舵杆(40)在设置于舵杆筒内舵承(20)中的支承件(70、71)的区域内具有材料加强部分。
6.如权利要求5的舵杆，其特征在于所述材料加强部分(80)设置在舵杆筒内舵承末端(20b)的区域内。
7.如权利要求5或6的舵杆，其特征在于所述材料加强部分(80)在设置于舵杆筒内舵承(20)上的内支承件(70)的区域内形成。
全文摘要
一种用于船用舵的舵杆(40)，具有由金属材料特别是熟铁制成的末端部分(41、42)和一与末端部分(41、42)连接的由非金属材料制成的舵杆中间部分(45)，使得舵杆在长度很长时也具有相对小的重量，同时保持大的抗弯强度和抗扭强度。
文档编号B63H25/38GK1891571SQ200510138020
公开日2007年1月10日 申请日期2005年10月11日 优先权日2005年6月30日
发明者D·莱曼 申请人:贝克船舶系统有限及两合公司