专利名称：用于操控船舶的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括舵杆围井和接收轴的用于操控船舶的装置。本发明进一步涉及一种用于生产船舶用操控装置的方法。
背景技术：
例如在货船或集装箱船内以所谓的舵杆围井方式安装巨大舵通常以作为并非小尺寸的买入部件或船坞建造部件的结构部件完成。因此，舵系统的舵杆围井用于安装舵杆，并用于将舵力传递给船舶。在舵杆围井内安装舵杆可利用设计为滑动轴承衬的所谓下舵承来完成。此轴承衬通常插入舵杆围井的下部。而且，可提供第二轴承，该第二轴承例如位于舵杆围井的上端或舵机内。为了将舵杆的合力和力矩引至船舶，将舵杆围井引入船舶已有的船尾结构。进而知道，为了最小化润滑剂成本并保护环境，提供所谓的海水润滑。通过提供海水润滑，可润滑舵杆围井内的轴承点而不使用润滑油。为了确保透过海水润滑的水不会进入船内，舵杆围井必须包括密封系统。此密封系统通常位于舵机板的下面，因而朝向舵杆围井密封舵杆。此外，舵杆围井自身以防水方式焊接，以防止水进入船尾。在常规结构中，舵杆围井被设计成连续的钢管。通常，该钢管或舵杆围井通过焊接方式连接至船结构。为此，多种连接板或支柱必须附接于舵杆围井以确保足够的力引入。这种连接板必须在船坞精确地适合于提供在船尾部分的那些装置如连接板，以保证舵杆围井的快速安装和精确对准。然而，由于焊接过程中的高热引入以及由此引起的焊接变形，并不是总能保证正确位置。而且，必须确保该结构能够将所得的舵力引至船结构，并对外作用力如涌浪、搁浅等具有足够的安全性。与舵系统的其它部件相比，舵杆围井必须相对早期制备以进行组装，因为安装以船尾部分的第一敷设来完成。而且，较大的货船或集装箱船的舵杆围井具有非常高的重量和大长度。例如，对于大集装箱船的由钢制成的舵杆围井或所谓的钢围井会具有超出IOm的长度和约20吨的重量。由于此钢围井的大长度和高重量，舵杆围井的制造关系着高材料成本。而且，由于大尺寸和高重量,必须慎重考虑高运输和储存成本。图1示出了现有技术已知且常用的舵杆围井9。图1所示的舵杆围井9设计用于舵系统。舵杆围井9的长度限定为其相当于从舵毂到舵机板的距离。通常，舵杆围井9以两个分离的部分制造。舵杆围井9的上部分的功能具体在于密封船舶，例如船。多个连接单元例如支柱和/或连接板25提供在舵杆围井9上。这些连接单元用于将舵杆围井9连接至船结构或船舶主体(在此未示出)，尤其是连接至船尾的结构。通常，这些连接单元焊接至船舶主体或船结构的部分。除了通过焊接连接至船结构的由钢制成的普通舵杆围井，由EP 2 033 891B1还已知道舵杆围井并非通过焊接连接至船结构，而是插入所谓的围井管，然后浇铸或粘合。在此情况下，舵杆围井并非由钢制成，而是由纤维复合材料制成。
发明内容
本发明的目的在于提供用于操控船舶的装置和生产用于操控船舶的装置的方法，其中与已知的舵杆围井相比缩减了舵杆围井的制造经费，并简化了安装工艺。该目的通过根据权利要求1的特征的用于操控船舶的装置和根据权利要求17的特征的用于生产船舶用操控装置的方法已得到解决。据此,上述指定用于操控船舶的装置包括舵杆围井和接收轴(receivingshaft)。所述舵杆围井的第一部分、即所述上部分布置在所述接收轴内，且所述舵杆围井的第二部分、即所述下部分从所述接收轴向下凸出。术语“顶部”或“上”以及“底部”或“下”与建成船舶时的所述舵杆围井的状态有关。在上下文中，所述舵杆围井布置为在所述舵杆围井的所述第一部分或所述上部分与所述接收轴的壁之间存在居中空间。所述居中空间至少在一些地方填充有连接单元，其中所述连接单元在夹紧高度上夹紧所述舵杆围井的所述第一部分。在此情况下，所述连接单元在所述舵杆围井的所述第一部分的所述整个周围上将所述舵杆围井的所述第一部分或所述上部分连接至所述接收轴的所述壁，其中所述连接单元至少布置在所述夹紧高度的所述下端区域和所述上端区域内。因此，“夹紧高度”将理解为在所述接收轴内夹紧所述舵杆围井的高度或者所述舵杆围井连接至所述接收轴的所述壁遍及的高度。为了使所述连接单元在所述舵杆围井的所述整个周围上产生所述舵杆围井与所述接收轴的所述壁之间的连接，所述居中空间必须围绕所述舵杆围井的所述整个周围配置。因此，所述夹紧高度从舵杆围井与所述接收轴的所述壁之间提供所述连接单元的最下区域延伸远至舵杆围井与所述接收轴的所述壁之间提供所述连接单元的最上区域。同时，在各情况下在舵杆围井与所述接收轴的所述壁之间布置所述连接单元的最上端区域和最小端区域之间的所述居中空间还可为空的，或者不具有布置在舵杆围井与所述接收轴的所述壁之间的任何连接单元，因而可包括自由空间。例如，所述连接单元仅提供在两个区域、即所述夹紧高度的最下区域和最上区域内且自由空间提供在这两个区域之间也是可行的。所述夹紧高度的所述最上区域为例如所述接收轴在底部结束或终止且所述舵杆围井从所述接收轴向下凸出的区域。所述夹紧高度的所述最上区域为例如在所述接收轴内的所述舵杆围井在顶部结束的区域。因此，所述夹紧高度的该上区域以内置状态位于所述船舶的操控装置的所述舵机板之下。例如，所述舵杆围井在所述接收轴内可布置在所述接收轴的一半高度上。在此情况下，所述连接单元布置在所述舵杆围井与所述接收轴的所述壁之间的所述夹紧高度的所述最上区域将大致位于全部接收轴的一半高度处。然而此外，所述舵杆围井可布置在所述接收轴内的更小或更大的高度上。根据本发明，所述压紧高度与所述舵杆围井的第二部分的长度比至少为I。因此，通过所述连接单元在所述接收轴内夹紧或连接至所述接收轴的所述壁的所述舵杆围井的区域至少与所述舵杆围井从所述接收轴向下凸出的部分一样长。优选地，所述夹紧高度至少与所述舵杆围井的向下凸出部分的长度相同，且至多为所述舵杆围井的向下凸出部分的长度的三倍。进一步优选所述夹紧高度与所述舵杆围井的所述第二部分之比为I至2。在此情况下，所述夹紧高度至少与所述舵杆围井的所述第二部分一样长，但至多为所述舵杆围井的所述第二部分的长度的两倍。具体地，在所述夹紧高度的所述下端区域和所述夹紧高度的所述上端区域内的所述连接单元以及根据本发明的所述夹紧高度与所述舵杆围井从所述接收轴向下凸出的部分、即所述舵杆围井的所述第二部分的长度比的提供具有与常规舵杆围井相比可大大减少所述舵杆围井的制造经费的优点。除了用于将所述舵杆围井连接至所述接收轴的所述壁的所述连接单元之外，无需其它装置将所述舵杆围井连接至所述船结构。根据本发明，基于所述舵杆围井的尺寸，所述接收轴在船坞已提供在或并入所述船结构内或为此目的而提供的船舶主体的区域内。而且，由此简化了安装工艺。例如，与已知的舵杆围井相比，在根据本发明的装置中，不再需要过早地提供所述舵杆围井以安装在舵系统内。在根据本发明的装置中，例如在建造船尾结构时，提供所述舵杆围井的尺寸和公差并仅提供船尾部分内的接收轴就足够了。所述舵杆围井的实际安装可通过本发明的装置稍后完成。所述连接单元优选包括粘接单元。因此，所述舵杆围井粘接至所述接收轴的所述壁。因此，所述舵杆围井与所述接收轴的所述壁粘合连接。所述连接单元可由任何具有粘合性能的连接单元组成。它在此可包括树脂或环氧化物类烧铸材料。例如，所述连接单元还可包括环氧树脂如Epocast或另一种装配粘合剂如Belzona .:,所述连接单元优选由树脂和硬化剂混合。因此，所述连接单元包括双组分系统。特别优选所述连接单元由Belzona 5811组成。Belzona 5811具有充分良好的粘合性能，从而通过使用Bdzoim 5811作为连接单元，会提供空隙或舵杆围井与所述接收轴的所述壁之间的所述居中空间、尤其是此居中空间的上端区域和下端区域内的适当密封。因此，所述连接单元优选具有高粘合性能，以便根据本发明的装置在舵杆围井与所述接收轴的所述壁之间的所述居中空间的区域内不倾向于空隙腐蚀，并因此，所述连接单元已用作抗海水的密封件。进一步优选所述连接单元连续地布置在整个夹紧高度上。因此，在此实施方式中，在未被所述连接单元填充的所述夹紧高度的所述下端区域和所述上端区域之间未提供居中空间或自由空间。因此，所述舵杆围井的所述第一部分在整个夹紧高度上完全被所述连接单元围绕、即遍及所述舵杆围井的所述第一部分的整个周围，因而，所述舵杆围井的所述第一部分在整个夹紧高度上完全连接至所述接收轴的所述壁。还优选所述舵杆围井的所述第一部分与所述接收轴的所述壁之间的所述居中空间具有至少遍及夹紧高度的一半的恒定间隙。特别优选所述舵杆围井的所述第一部分与所述接收轴的所述壁之间的所述居中空间具有至少遍及夹紧高度的三分之二的恒定间隙，或者非常具体优选至少遍及夹紧高度的四分之三。原则上，所述接收轴或所述接收轴的所述壁可具有轴的任何可能形式。例如，所述接收轴可配置为提升轴(lift shaft)的形式，因而由至少四个彼此成一角度的壁或表面形成。然而，优选地，所述接收轴具有至少遍及整个夹紧高度的圆柱体形状。因此，所述接收轴优选在夹紧高度的各区域具有圆形横截面。由于所述接收轴在夹紧高度的区域的圆柱体实施方式，所述舵杆围井的所述第一部分与所述接收轴的所述壁之间的所述居中空间的间隙不仅在至少遍及夹紧高度的一半是恒定的，反之，即遍及所述舵杆围井的整个周围也是完全恒定的。所述舵杆围井的所述第一部分与所述接收轴的所述壁之间的所述居中空间的间隙位于例如2mm至50mm之间。所述间隙优选位于5mm至30mm之间，特别优选所述间隙位于IOmm至20mm之间。在大部分夹紧高度上的相对较小的间隙和恒定的间隙具有所需的连接单元的量可保持相对较低的优点。由于在舵底承(skeg)底部的区域、即舵底承的下边缘或所述接收轴的下端区域产生最大弯矩，所以优选在夹紧高度的下端区域提供成形体(shaping)。因此，在所述夹紧高度的所述下端区域内的居中空间具有比所述夹紧高度的上端区域的居中空间大的间隙。因此，优选所述舵杆围井的所述第一部分与所述接收轴的所述壁之间的所述居中空间具有夹紧高度的至少75%的恒定间隙，特别优选夹紧高度的至少90%，且仅在所述夹紧高度的下端区域具有较大的间隙。非常具体优选地，当从顶部向底部看时，所述间隙在所述夹紧高度的下端区域内递增。为了实现所述接收轴的最简单可行配置，当从顶部向底部看时，在所述夹紧高度的下端区域内的所述间隙线性递增。因此，所述接收轴在接收轴的下端区域内的壁向外倾斜或远离舵杆围井取向。因此，至少在所述夹紧高度的下区域，所述接收轴具有倒漏斗的形状。通常，在所述夹紧高度的下端区域内的间隙为15_至100_。由于所述夹紧高度的下端区域内的居中空间的间隙大于所述夹紧高度的上端区域内的居中空间的间隙，所以可避免应力峰。进一步优选在所述夹紧高度的上端区域内的所述舵杆围井的壁厚比所述夹紧高度的下端区域的壁厚小。优选地，所述舵杆围井的外径在整个夹紧高度上基本恒定。因此，在所述夹紧高度的上端区域内的所述舵杆围井的内径优选大于在所述夹紧高度的下端区域内的所述舵杆围井的内径。因此，从底部向顶部看时，所述舵杆围井的壁厚逐渐变小，其中所述舵杆围井的壁厚的逐渐变小是从底部指向顶部，并且通过所述舵杆围井的内径的连续扩大而实现。这具有还能够节省用于制造舵杆围井的材料的优点。而且，由于所述舵杆围井的壁厚在上端区域内逐渐变小，所述舵杆围井相比常规舵杆围井或壁厚恒定的舵杆围井具有更轻的重量。由于在所述夹紧高度的下端区域内产生最大的力引入，尤其是最大的弯矩，但仍确保所述舵杆围井在此区域具有足够大的壁厚。由于所述舵杆围井的壁厚的逐渐变小通过扩大所述舵杆围井的内径，而并非通过改变所述舵杆围井的外径来实现，所以所述舵杆围井的第一部分与所述接收轴的壁之间的居中空间的间隙能以相对简单的方式保持恒定，尽管所述舵杆围井逐渐变细。进一步优选所述舵杆围井不具有任何从所述舵杆围井向外凸出的紧固单元，尤其是紧固板、紧固肋或支柱，以将所述舵杆围井连接至船舶或所述接收轴内、或者所述接收轴的壁。因此，与现有技术已知的舵杆围井相比，根据本发明的舵杆围井不具有板或肋或者其它向外凸出的紧固单元。因而，所述舵杆围井仅由管、优选钢管制成。这种简单结构在已知的舵杆围井中是不可能存在的。优选地，所述接收轴至少在所述夹紧高度的整个区域基本配置为管或以管状方式配置。因此，在所述夹紧高度的区域内的所述舵杆围井布置在管内，即所述接收轴或管状接收轴内。在所述夹紧高度的区域外部，尤其是所述夹紧高度之上的区域内，所述接收轴可具有任何形状。例如，在所述夹紧高度之上的区域内，所述接收轴可以矩形或彼此成一角度布置的至少四个表面来形成。而且，所述接收轴在此区域由具有任何形状的中空体形成也是可以的。还优选所述接收轴或所述接收轴的壁牢固地连接且优选焊接至船舶主体或船结构。因此，在制造船尾部分的过程中，所述接收轴已提供在船舶主体内的适当位置。所述接收轴可制造为分离的部件，然后插入并连接至船舶主体，或者可替代地通过船舶的主体或者通过板或支柱由船尾部分内的船舶主体的板或支柱的特定成形体形成。优选地，所述接收轴的壁以所述接收轴防水的方式连接至船舶主体，并通过所述连接单元连接至所述舵杆围井。进一步优选在所述舵杆围井的第一部分、即布置在所述接收轴内的所述舵杆围井的部分与所述接收轴在所述夹紧高度的下端区域内的壁之间提供至少一个密封单元。优选地，所述密封单元位于所述连接单元之下的所述夹紧高度的下端区域内。所述连接单元适合于直接毗连所述密封单元。在另一侧或背离所述连接单元的一侧，所述密封单元由舵底承底部、舵底承的下边缘或船舶主体的下边缘终止。然而，所述密封单元还可布置在舵底承的下边缘或船舶主体的下边缘之下。特别优选地，所述密封单元布置在所述接收轴在所述夹紧高度的下区域内的成形体的区域。所述密封单元用于从下面阻挡海水或其它物体进入以保护所述接收轴。而且，所述密封单元用于防止所述连接单元的任何泄露或外流，尤其是在将所述连接单元引入所述舵杆围井的第一部分与所述接收轴的壁之间的居中空间的工艺期间。特别优选地，所述密封单元以及所述连接单元包括粘接单元。因此，所述密封单元不仅用于防止例如海水进入或防止所述连接单元泄露，而且还用于在所述夹紧高度的下端区域内将所述舵杆围井连接或粘接至所述接收轴的壁。因此，在此实施方式中，所述密封单元布置在所述夹紧高度的区域内。由于最大力或最大弯矩具体产生在所述夹紧高度的下端区域内，所以在此区域，所述密封单元另外用于提高稳定性，并用于将合力传递给船舶主体。而且，连接单元可由此提供作为密封单元。在此，所述密封单元具有与所述连接单元相似的性能，尤其是粘合性能。然而，与通常非常薄的液体连接单元相比，优选所述密封单元为粘性或相比所述连接单元具有更快的固化性能。还优选所述舵杆围井和所述接收轴的壁均包括钢，或者特别优选由钢组成。原则上，所述舵杆围井和所述接收轴的壁可由不同材料组成。例如，所述舵杆围井由纤维复合材料组成，其中所述接收轴的壁包括钢或由钢或另一种适宜材料组成也将是可行的。根据本发明用于制造船舶的操控装置的方法包括以下步骤1、将舵杆围井插入接收轴内，其中所述舵杆围井的第一部分布置在所述接收轴内，且所述舵杆围井的第二部分从所述接收轴凸出，2、以如下方式在所述接收轴内对准所述舵杆围井在所述舵杆围井的所述第一部分与所述接收轴的壁之间延伸居中空间，其中所述居中空间围绕上述围井的所述第一部分的整个周围，3、以如下方式将连接单元引入所述居中空间内将所述连接单元逆着重力引入，且所述连接单元完全地、即在所述舵杆围井的所述第一部分的整个周围上将所述舵杆围井的所述第一部分在夹紧高度上连接至所述接收轴的所述壁，其中所述连接单元至少布置在所述夹紧高度的下端区域和上端区域内。在将所述舵杆围井插入所述接收轴后，通过测量装置和所述接收轴内的对准装置对准所述舵杆围井。为了能够在对准工艺期间自由移动所述舵杆围井，例如将其悬浮在钢索或钢链上。所述测量装置可例如包括激光光学对准系统或其它测量系统。对于实际对准，例如使用可连接至舵底承底部、所述舵底承的下边缘或船舶底部之下的船结构或船体的用于对准目的的调节单元。这种调节单元可例如由螺栓拧紧的钢块组成。所述舵杆围井通过旋转该螺栓而以所需方向移动。而且，例如在所述舵杆围井的下端、即所述舵杆围井的第二部分的下端、也是所述舵杆围井从所述接收轴向下凸出的部分可提供所谓的提升孔。这些可用钢索或相似装置紧固至船体上的其它提升孔。所述舵杆围井可通过调节单元以X和Y方向定位或对准。借助于在所述舵杆围井的下端的钢索或提升孔，可通过延长或缩短这些索来调节所述舵杆围井的安装高度和角度、或者所述舵杆围井与所述接收轴的壁之间的角度。借助于这两个对准装置，能够以所述居中空间的间隙在所述夹紧高度上基本恒定的方式在所述接收轴内对准所述舵杆围井。在组装后优选移走这两个对准装置、舵底承底部的调节单元以及提升孔。在对准工艺后，所述连接单元逆着重力被引入所述舵杆围井或所述舵杆围井的第一部分与所述接收轴的壁之间的居中空间内。例如，所述连接单元在所述夹紧高度的下区域内被引入居中空间，并监测居中空间内的柱上升或从底部向顶部引入到居中空间内的所述连接单元。在所述连接单元已充满预先确定的夹紧高度之上的整个居中空间时，停止该引入工艺。或者，所述连接单元可分别在所述夹紧高度的下区域和所述夹紧高度的上区域引入。优选地，在引入所述连接单元之前，用至少一个密封单元在所述夹紧高度的下端区域内密封所述舵杆围井的第一部分与所述接收轴的壁之间的居中空间。由于所述连接单元在引入工艺中为液态或粘性状态，所以在所述连接单元的引入工艺期间，在所述夹紧高度的下端区域内的密封单元用于确保所述连接单元在引入过程中不会从舵杆围井与所述接收轴的壁之间的居中空间向下流出，而是由密封单元从下面牢固地保留或定位，从而所述连接单元可向上升起。所述密封单元可例如为密封环或相似物。或者，所述密封单元可由具有粘合性能的特别粘性的连接单元形成。这具有如下优点，在此实施方式中，所述密封单元同时用作在所述夹紧高度的下端区域内的附加连接单元，因而在所述连接单元的引入工艺后不需要再次移除。特别优选所述密封单元可具有与所述连接单元相同或非常相似的性能。便利地，与所述连接单元相比，所述密封单元具有更牢固或更粘的性能，且相比所述连接单元硬化更快。进一步优选，在引入所述连接单元之前，在所述接收轴的壁内提供开口，其中所述开口布置在所述夹紧高度的下三分之一内。在此情况下，开口可例如从外部钻孔至所述接收轴内。在通过所述开口引入所述连接单元后，所述接收轴的此开口再次封闭，优选焊接。或者，所述开口还可提供在所述密封单元的区域内。还可在所述密封单元内直接提供所述开口。优选地，所述连接单元通过泵送工艺被泵送至所述舵杆围井的第一部分与所述接收轴的壁之间的居中空间。因此，所述连接单元从底部向顶部泵送至舵杆围井与所述接收轴的壁之间的居中空间。
现参照附图利用具体优选的实施方式作为实施例解释本发明。图中图1示出了现有技术已知且常用的舵杆围井；图2示出了根据本发明用于操控的装置的横截面；图3示出了根据本发明用于操控的装置的部分区域的横截面，其中连接单元连续地布置在整个夹紧高度上；图4示出了根据本发明用于操控的装置的部分区域的另一横截面，其中连接单元布置在夹紧高度的上端区域和夹紧高度的下端区域内；图5示出了根据本发明用于操控的装置的部分区域的另一横截面，其中提供了具有镶边的损失防止装置；且 图6示出了根据本发明用于操控的装置的部分区域的另一横截面，其中舵杆围井与接收轴的壁之间的间隙在夹紧高度的下端区域内增加。符号说明
100用于操控船舶的装置
10舵杆围井
11接收轴
12舵杆围井的第一部分
13舵杆围井的第二部分
14舵杆围井与接收轴的壁之间的居中空间
15连接单元
16夹紧高度
16a夹紧高度
17接收轴的壁
18夹紧高度的下端区域
19夹紧高度的上端区域
20舵杆围井的外径
21舵杆围井的内径
22密封单元
23开口
23a开口
24舵杆围井的壁厚
25连接板
26舵机板
27船尾结构、船舶主体
28舵底承
29舵底 承的下边缘
30密封板
31自由空间
32舵杆围井的第二部分长度
33舵杆围井轴
34接收轴的成形体
35舵杆围井的上边缘
36损失防止装置
37接收轴的凹部
具体实施例方式图2以横截面示出了根据本发明用于操控船舶的装置100。与图1所示的现有技术已知的舵杆围井10相比，根据本发明用于操控船舶的装置100的舵杆围井10仅由管构成，尤其是由钢管构成。与图1所示的舵杆围井9相比，舵杆围井10不具有连接单元，尤其是不具有向外凸出的连接单元，例如紧固板、连接板25、紧固肋或支柱。根据本发明用于操控船舶的装置100的舵杆围井10在接收轴11内布置有其第一部分12、即舵杆围井10的上部分。第二部分13、即舵杆围井10的下部分从接收轴11向下凸出。接收轴11可具有任何任意形状。优选地，如图2所示，接收轴11配置为其具有基本圆形的横截面，并具有圆柱体形状或类似圆柱体的形状。接收轴11从顶部至底部自舵机板26延伸通过船尾结构27直到船尾结构的下边缘或直到舵底承的下边缘29。因此，接收轴11从顶部至底部延伸通过船尾结构27，其中舵底承28被看作船尾结构27的一部分。取决于舵系统的需要，舵杆围井10以预定高度引入接收轴11内。根据本发明用于操控船舶的装置100的舵杆围井10不需要如现有技术已知的舵杆围井10 —样朝向舵机板26布置至顶部。例如，如图2所示，舵杆围井10可仅在接收轴11内的舵底承28的区域内布置有其第一部分12。因此，在接收轴11内的舵杆围井10的上面朝向舵机板26至顶部的部分是空的，或者在接收轴11内的舵杆围井10的上面未布置舵杆围井10。图2所示的舵杆围井10通过连接单元15粘合在接收轴11内。最终，连接单元15，例如环氧化物类浇铸材料被布置在舵杆围井10与接收轴11之间的居中空间14内。如图2所示，连接单元15可布置围绕舵杆围井10的第一部分12的整个周围且在舵杆围井10的第一部分12的整个高度上。然而，仅在舵杆围井10的第一部分12的高度的一部分上布置连接单元15也将是可行的。在舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14内布置连接单元15遍及的高度(在图2的示例性实施方式中也相当于舵杆围井10的第一部分12的高度)与夹紧高度16相同。如图2所示，由于连接单元15布置遍及整个夹紧高度16，因而舵杆围井10在整个夹紧高度16上粘接至接收轴11的壁17，从而在整个夹紧高度16上实现均匀的应力分布以及在待接合的部分之间约100%的压入配合。压紧高度16与舵杆围井10的第二部分13(从接收轴11向下凸出的部分)的长度比至少为I。这意味着夹紧高度16至少与舵杆围井10的第二部分13 —样长。然而，取决于舵系统的需要，夹紧高度16可大大长于舵杆围井10的第二部分13。例如，夹紧高度16可为舵杆围井10的第二部分13的长度的倍数。例如，夹紧高度16为舵杆围井10从接收轴11向下凸出的第二部分13的长度的两倍或甚至3至4倍也是可行的。该图未按比例绘制，但图2中清晰示出，夹紧高度16长于舵杆围井10的第二部分13。根据本发明用于操控船舶的装置100的接收轴11可在船坞制造，并提供在船尾结构27内或成为其一部分，例如焊接在船尾结构27内。由于根据本发明用于操控船舶的装置100的舵杆围井10不再需要像图1的实施例所示的背景技术已知的舵杆围井一样布置遍及舵机板26与舵毂之间的整个长度或整个距离，因而可制造具有更短长度和更低重量的舵杆围井10。因此，可大大节省材料、运输和处理舵杆围井10的成本。由于根据本发明用于操控船舶的装置100的舵杆围井10不具有用于连接到船上的紧固板或肋、连接板25或支柱，而是仅粘接在接收轴11，因而大大缩减根据本发明用于操控船舶的装置100的制造和安装经费。图3至5各自以横截面示出了根据本发明用于操控船舶的不同装置100的相同部分区域。具体地，图3至5示出了舵杆围井10在接收轴11内布置有其第一部分12的区域。
图3示出了舵杆围井10紧固在舵杆围井的第一部分的整个周围上，并通过接收轴11内的连接单元15连续紧固在整个夹紧高度16上，或者连接至接收轴11的壁17。在图3所示的变形例中，第一部分12、即舵杆围井10布置在接收轴11内的部分，与夹紧高度16(即舵杆围井10粘合在接收轴11内遍及的高度)相当。然而，舵杆围井10的第一部分12长于夹紧高度16也将是可行的。在此情况下，舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14内的连接单元15的上区域不会恰好终止于舵杆围井10的上边缘35。因此，舵杆围井10可自由地安置有在接收轴11内的一个部分，其中夹紧高度16在船尾结构27的下边缘或船底承28的下边缘29处开始，且不会远至到达舵杆围井10的第一部分12的上边缘。在泵送连接单元15时，通常监测在夹紧高度16的上端区域内的舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14，以便能在准确的时间停止泵送工艺，且连接单元15不会流入舵杆围井管。例如，连接单元15以上升的方式从下面泵送入居中空间14，直到其从提供在夹紧高度16的上区域内的排气孔露出为止。图4示出了连接单元15能够如何布置在舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的另一变形例。如图4所示，连接单元15至少布置在夹紧高度16的下端区域和上端区域。在此情况下，与图3所示的变形例不同，布置在夹紧高度16的下端区域的连接单元15与布置在夹紧高度16的上端区域的连接单元15之间形成自由居中空间或自由空间31。在各情况下，夹紧高度16定义为其包括在接收轴11内的舵杆围井10连接至接收轴11的壁17上的整个高度。因此，夹紧高度16包括连接单元15之间的可存在的自由空间31。因此，图3和图4中的夹紧高度16相同。在泵送连接单元15时，通常监测在夹紧高度16的上端区域内的舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14，以便能在准确的时间停止泵送工艺，且连接单元15不会流入舵杆围井管。例如，连接单元15以上升的方式从下面泵送入居中空间14，直到其从提供在夹紧高度16的上区域内的排气孔露出为止。图5示出了舵杆围井10粘接在接收轴11内的另一变形例。在图5所示的变形例中，提供了损失防止装置36。在夹紧高度16的上端区域，接收轴11具有凹部37或更大直径。而且，如图5所示，舵杆围井10的上区域可向外成一角度或弯曲。通过提供此损失防止装置36，可避免在舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14内从底部向顶部泵送连接单元15时，在夹紧高度16的上区域内的连接单元15流到舵杆围井10的上边缘35上。在泵送连接单元15时，通常监测在夹紧高度16的上端区域内的舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14，以便能在准确的时间停止泵送工艺，且连接单元15不会流入舵杆围井管。例如，连接单元15以上升的方式从下面泵送入居中空间14，直到其从提供在夹紧高度16的上区域内的排气孔露出为止。如图5的实施例所示的损失防止装置36的供应提供了防止连接单元15过快地超出规定的夹紧高度16的另一种可能性。图6示出了根据本发明用于操控船舶的装置100的部分的另一横截面。具体地，图6示出了夹紧高度16的下端区域或接收轴11在夹紧高度16的下端区域内的另一种可能配置。接收轴11的配置必须设计为力或力矩能最优地传递给船舶或船的周围结构。除了连接单元15的组成，舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14的间隙也是重要参数。该间隙通常取决于上述装置如舵系统的需要，并取决于使用的材料。舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14的间隙优选基本恒定。而且，该间隙不应过大，以便能保持低的连接单元15的成本，该成本主要取决于将使用的连接单元15的量。
测试已表明，例如具有约5m的舵杆围井长度，其中夹紧高度16为整个舵杆围井长度的至少一半长度，则上述间隙可在IOmm至20mm的范围内。测试进一步表面，特别是至少15mm的间隙足以满足上述装置的需要。在夹紧高度16的基本区域上使用恒定的间隙具有在各个点确保最小间隙且还在个别点避免过大间隙的优点。在个别点的间隙特别大的情况下，需要连接单元15的量，因而将不必要地增加连接单元15的成本。而且，具有非恒定的间隙，预先确定连接单元15的所需量将变得复杂。由于在夹紧高度16的下端区域，例如在舵底承底部的区域或舵底承28的下边缘产生最大力，例如最大弯矩，因而如图6所示，在此区域提供较大间隙是有利的。例如，可在接收轴11的下区域提供成形体34。因此，该区域相比位于其上的区域具有更大的间隙，并提供用于容纳连接单元15的更大空间。通过在夹紧高度16的下端区域提供舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14的较大间隙，可避免或减少应力峰。接收轴11在夹紧高度16的下端区域内的成形体34可以多种方法实现。如图6所示，当从顶部向底部看时，在夹紧高度16的下端区域的间隙增加。优选地，如图6所示，接收轴11的壁17配置为在夹紧高度16的下端区域内倾斜，或者以从顶部向底部看时，间隙线性增加的方式向外倾斜。引入舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14内用于粘接的连接单元15在夹紧高度16的下端区域18内、尤其是成形体34的区域内可具有不同的性能。例如，可在舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14内提供具有不同性能的连接单元15和密封单元22。具有特别粘性和/或快速固化性能的密封单元22可布置在居中空间14的下终止区域，即在夹紧高度16的下端区域18和船结构或舵底承底部的下边缘29的区域。该具有特别粘性和/或快速固化性能的密封单元22提供用于在将剩余的连接单元15引入居中空间14之前封闭船结构或舵底承底部的下边缘29的区域内的空隙。密封单元22固化后，将剩余的连接单元15泵送至舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的居中空间14内。由于事先提供粘性或快速固化的密封单元22，接收轴11已在下区域被密封，并防止剩余的连接单元15在泵送工艺期间的任何泄露。此外，提供用于密封的密封单元22不仅能够用于密封，还能够具有粘合性能，因而还另外用于将舵杆围井10接合至接收轴11的壁17。这具有如下优点，无需提供替代的密封单元，且密封单元22还在舵杆围井10与接收轴11的壁17之间的该区域内确保非正向配合(nonpositive fit)，因而还用于传递力或弯矩。不具有粘合效果的替代的密封单元可例如为橡胶密封件，该橡胶密封件安置在接收轴11的成形体34的区域内或上述舵底承的下边缘29的下面代替密封单元22。图6中进一步示出，夹紧高度16、16a包括舵杆围井10连接至接收轴11的壁17上的高度。在密封单元22也具有接合性能的情况下，夹紧高度16包括整个高度，即布置连接单元15和密封单元22遍及的高度。在使用替代的密封单元、即不具有接合性能或胶粘性能的密封单元时，夹紧高度16a仅包括布置连接单元15遍及的高度，不包括密封单元22的高度。由于图6中仅示出了根据本发明用于操控船舶的装置100的部分，因而仅示出了夹紧高度16、16a的下端区域，而未示出其整个长度。而且，图6示出了用于提供开口 23、23a的两个实施方式。在两个实施方式中，开口 23、23a提供在夹紧高度16、16a的下三分之一内。在一个实施方式中，开口 23a提供在接收轴11的壁17内。在第二实施方式中，开口 23提供在密封单元22内。开口 23、23a的安置取决于密封单元22是否另外具有接合性能或胶粘性能。通常，对于泵送工艺仅提供一个开口 23或23a。
权利要求
1.一种用于操控船舶的装置(100)，包括舵杆围井(10)和接收轴(11)，其中所述舵杆围井(10)的第一部分(12)以所述舵杆围井(10)的所述第一部分(12)与所述接收轴(11)的壁(17)之间存在居中空间(14)的方式布置在所述接收轴(11)内，且所述舵杆围井(10)的第二部分(13)从所述接收轴(11)凸出，其中所述居中空间(14)至少在一些地方填充有连接单元(15)，且其中所述连接单元(15)在夹紧高度(16、16a)上夹紧所述舵杆围井(10)的所述第一部分(12)，其特征在于， 所述连接单元(15)将所述舵杆围井(10)的所述第一部分(12)连接至所述接收轴(11)的所述壁(17)，其中所述连接单元(15)布置围绕所述舵杆围井(10)的所述第一部分(12)的整个周围，其中所述连接单元(15)至少布置在所述夹紧高度(16、16a)的下端区域(18)和所述夹紧高度(16、16a)的上端区域(19)内，且其中所述夹紧高度(16、16a)与所述舵杆围井(10)的所述第二部分(13)的长度比至少为1，优选在I至3之间，特别优选在I至2之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连接单元(15)包括粘接单元，和/或 所述连接单元(15)连续地布置在整个所述夹紧高度(16、16a)上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述舵杆围井(10)的所述第一部分(12)与所述接收轴(11)的所述壁(17)之间的所述居中空间(14)具有至少遍及所述夹紧高度(16、16a)的一半的恒定间隙，优选至少遍及所述夹紧高度(16、16a)的2/3，特别优选至少遍及所述夹紧高度(16、16a)的3/4。
4.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，在所述夹紧高度(16、16a)的所述下端区域(18)内的所述居中空间(14)具有比在所述夹紧高度(16、16a)的所述上端区域(19)内的所述居中空间(14)大的间隙，和/或 在从所述上端区域(19)向所述下端区域(18)的方向看时，所述间隙在所述夹紧高度(16、16a)的所述下端区域(18)内递增，优选线性递增。
5.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述舵杆围井(10)具有壁厚(24)，其中在所述夹紧高度(16、16a)的所述上端区域(19)内的所述壁厚(24)比在所述夹紧高度(16、16a)的所述下端区域(18)内的所述壁厚(24)小。
6.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述舵杆围井(10)具有外径(20)，其中所述外径(20)基本恒定。
7.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述舵杆围井(10)具有内径(21)，其中在所述夹紧高度(16、16a)的所述上端区域(19)内的所述内径(21)大于在所述夹紧高度(16、16a)的所述下端区域(18)内的所述内径(21)。
8.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述舵杆围井(10)不具有从所述舵杆围井(10)向外凸出的用于将所述舵杆围井(10)连接至船舶或所述接收轴(11)的紧固单元，尤其是紧固板、连接板(25)或紧固肋。
9.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述接收轴(11)至少在所述夹紧高度(16、16a)的整个区域内基本配置为管或以管状方式配置。
10.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述接收轴(11)的所述壁(17)牢固地连接至船舶主体，优选焊接至船舶主体。
11.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述接收轴(11)的所述壁(17)以所述接收轴(11)防水的方式，连接至所述船舶主体且通过连接单元(15)连接至所述舵杆围井(10)。
12.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，在所述舵杆围井(10)的所述第一部分(12)与所述接收轴(11)的所述壁(17)之间于所述夹紧高度(16、16a)的所述下端区域(18)内布置至少一个密封单元(22)，其中所述密封单元优选包括粘接单元。
13.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述舵杆围井(10)和所述接收轴(11)的所述壁(17)包括钢或钢材料。
14.一种用于制造船舶用操控装置(100)的方法，包括以下步骤 a)将舵杆围井(10)插入接收轴(11)内，其中所述舵杆围井的第一部分(12)布置在所述接收轴(11)内，且所述舵杆围井的第二部分(13)从所述接收轴(11)凸出； b)以如下方式在所述接收轴(11)内对准所述舵杆围井(10):在所述舵杆围井的所述第一部分(12)与所述接收轴(11)的壁(17)之间延伸居中空间(14)，其中所述居中空间(14)围绕所述围井的所述第一部分(12)的整个周围； c)以如下方式将连接单元(15)引入所述居中空间(14)内将所述连接单元(15)逆着重力引入，且所述连接单元(15)完全地、即在所述围井的所述第一部分(12)的整个周围上将所述舵杆围井的所述第一部分(12)在夹紧高度(16、16a)上连接至所述接收轴(11)的所述壁(17)，其中所述连接单元(15)至少布置在所述夹紧高度的下端区域(18)和上端区域(19)内。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在引入所述连接单元(15)之前，用至少一个密封单元(22)在所述夹紧高度(16)的所述下端区域(18)内密封所述舵杆围井(10)的所述第一部分(12)与所述接收轴(11)的所述壁(17)之间的所述居中空间(14)。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，在引入所述连接单元(15)之前，在所述接收轴(11)的所述壁(17)内或在所述密封单元(22)内提供开口(23、23a)，其中所述开口(23、23a)布置在所述夹紧高度(16、16a)的下三分之一内，其中所述开口(23、23a)优选在引入所述连接单元(15)后被封闭。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述连接单元(15)通过泵送至所述居中空间(14)被引入。
全文摘要
提供包括舵杆围井和接收轴的用于操控船舶的装置，其中舵杆围井的第一部分以舵杆围井的第一部分与接收轴的壁之间存在居中空间的方式布置在接收轴内，且舵杆围井的第二部分从接收轴凸出，其中居中空间至少在一些地方填充有连接单元，且其中连接单元在夹紧高度上夹紧舵杆围井的第一部分，并提供用于制造船舶的操控装置的方法，其中缩减舵杆围井的制造经费并简化舵杆围井的安装工艺，提出连接单元将舵杆围井的第一部分连接至接收轴的壁，其中连接单元布置围绕舵杆围井的第一部分的整个周围，其中连接单元至少布置在夹紧高度的下端区域和夹紧高度的上端区域内，且其中夹紧高度与舵杆围井的第二部分的长度比至少为1，优选1至3，特别优选1至2之间。
文档编号B63B9/00GK103043203SQ20121039506
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者亨宁·库尔曼 申请人:贝克船舶系统有限及两合公司