CS219976B1

CS219976B1 - Two-piece rudder control device

Info

Publication number: CS219976B1
Application number: CS363681A
Authority: CS
Inventors: Jiri Mandl
Original assignee: Jiri Mandl
Priority date: 1981-05-18
Filing date: 1981-05-18
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Zařízení podle vynálezu se týká stavby plavidel, přesněji konstrukce kormidelních zařízení. Řeší se ním dosažení rozdílných úhlových rychlostí vychylování jednotlivých částí dvoudílné kormidelní ploutve. Jeho podstata je v tom, že s kormidelním pněm (6], který ovládá zadní část (7) ploutve je těsně nad jejím horním koncem pevně spojena páka (1). Tato páka (1) je na svém druhém konci spojena kyvně pomocí čepu (3) s vodicí vidlicí (2). Vodicí vidlice (2) je nasunuta nejdřív na přední čep (4), který je pevně uchycen v trupu (10) plavidla a potom na zadní čep (5) upevněný v horním konci přední části (8) ploutve. Celé zařízení je umístěno ve výklenku (9) nad ploutví a částečně zakryto na úrovni obšívky snímatelným krytem (11). Vynález může být využit v loďařství na plavidlech se zvýšenými nároky na manévrovatelnost. Zařízení podle vynálezu je přehledně znázorněno na obr. 1.The device according to the invention relates to the construction of vessels, more precisely to the construction of steering devices. It solves the problem of achieving different angular velocities of deflection of individual parts of a two-part steering fin. Its essence is that a lever (1) is firmly connected to the rudder stock (6], which controls the rear part (7) of the fin, just above its upper end. This lever (1) is connected at its other end in a pivoting manner by means of a pin (3) to a guide fork (2). The guide fork (2) is first inserted onto the front pin (4), which is firmly attached to the hull (10) of the vessel and then onto the rear pin (5) fixed in the upper end of the front part (8) of the fin. The entire device is placed in a recess (9) above the fin and partially covered at the level of the plating by a removable cover (11). The invention can be used in shipbuilding on vessels with increased demands on maneuverability. The device according to the invention is clearly shown in Fig. 1.

Description

Vynález se týká zařízení na ovládání dvoudílné kormidelní ploutve na plavidlech, které umožňuje vychylování přední a zadní části této ploutve různými úhlovými rychlostmi.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for operating a two-part rudder fin on a vessel which allows the front and rear portions of the fin to be deflected at different angular speeds.

Dosud se u tzv. dvoudílné nebo také dělené kormidelní ploutve používají k dosažení rozdílných úhlových rychlostí při vychylování přední a zadní části ploutve mechanismy, které jsou značně složité a náročné na prostor. Jeden způsob podle patentu NSR ě. 1 146 398 používá soustavu dvou, případně tří navzájem závislých výkyvných vodicích vidlic, v kterých se posouvají čepy různými rychlostmi a unášejí s sebou jednotlivé části dvoudílné ploutve nestejnými úhlovými rychlostmi. Celý mechanismus je umístěn mezi ploutví a trupem plavidla, vidlice jsou uloženy nad sebou, mají velké úhly výkyvu, a proto zařízení zabírá značný prostor, což nedovoluje výhodně situovat horní konec ploutve těsně u obšívky, čím by se zmenšila nepříznivá cirkulace. Protože zařízení se skládá z velkého množství součástí, nacházejících se na vnější straně obšívky, je poruchové, snadno mechanicky zranitelné, nespolehlivé, a tedy náročné na opravy. Další analogické zařízení podle stejného patentu je uloženo uvnitř lodního trupu a skládá se z dvojitého kulisového mechanismu, od kterého je pohyb s různými úhlovými rychlostmi přenášený na dělenou kormidelní ploutev dvojitým dutým souosým pněm. Tento způsob sice vylučuje možnost mechanického poškození a abrasivní účinky prostředí, ale uspořádání unášecích kulis a především použití souosých pňů je značně složité, tím opět poruchové a hlavně způsobuje problémy při opravách. Novější systém podle patentu NSR číslo 1 456 292 používá soustavu pák nestejné délky, spojených nesymetrických unášečem otočným okolo osy nacházející se mimo osu kormidelního pně. Požadované rozdílné úhlové rychlosti se přenášejí z příslušných pák na jednotlivé části dvoudílné kormidelní ploutve opět souosými pni. Výhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že zařízení, uložené vevnitř lodního trupu, je chráněno před poškozením a nepříznivými účinky vody. Na druhé straně však velké množství pák, ramen, unášeě a použití souosých pňů je nevýhodné pro svoji složitost a s tím spojenou poruchovost, nespolehlivost, náročnost na údržbu a opravy. U všech těchto uvedených systémů je použito množství vzájemně se po sobě pohybujících součástí po relativně velkých drahách, čím narůstají odpory, které v konečném důsledku zvyšují energetické požadavky na kormidelní stroj, především, když v praxi není vždy zaručeno dostatečné mazání. Právě pro vzpomenuté nedostatky ovládacích zařízení se dvoudílná kormidelní ploutev přes svoje vynikající vlastnosti a vysokou účinnost zatím velmi nerozšířila.So far, in the so-called two-part or also split rudder fins, mechanisms that are quite complex and space-intensive are used to achieve different angular velocities when deflecting the front and rear fins. One method according to the German patent. 1 146 398 uses a system of two or three interdependent pivotable guide forks in which the pins are moved at different speeds and carry the individual parts of the two-part fin at different angular speeds. The entire mechanism is located between the fin and the hull of the vessel, the forks are stacked one above the other, have large swivel angles, and therefore the device occupies considerable space, which does not allow the upper end of the fin to be conveniently located close to the plating. Because the device consists of a large number of components located on the outside of the plating, it is malfunctioning, easily mechanically vulnerable, unreliable, and therefore difficult to repair. Another analogous device according to the same patent is housed inside the hull and consists of a double sliding mechanism from which movement at different angular velocities is transmitted to the divided rudder fin by a double hollow coaxial foam. Although this method eliminates the possibility of mechanical damage and abrasive effects of the environment, the arrangement of the driving wings and especially the use of coaxial foams is very complicated, thus again failing and mainly causes problems during repairs. The newer system according to German Patent No. 1 456 292 uses a system of levers of unequal length, connected by asymmetric carriers rotatable about an axis outside the axis of the steering wheel. The required different angular velocities are transmitted from the respective levers to the individual parts of the two-part rudder fin again by means of coaxial pins. The advantage of this arrangement is that the device located inside the hull is protected from damage and adverse effects of water. On the other hand, a large number of levers, arms, entraining and the use of coaxial foams are disadvantageous due to their complexity and the associated failure rate, unreliability, maintenance and repair. In all these systems, a plurality of interlocking components are used over relatively large paths, increasing resistances which ultimately increase the power requirement of the steering apparatus, especially when in practice sufficient lubrication is not always guaranteed. Due to the above mentioned shortcomings of the control devices, the two-part rudder fin, despite its excellent properties and high efficiency, has not yet spread much.

Výše uvedené nedostatky řeší zařízení na ovládání dvoudílné kormidelní ploutve podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že s kormidelním pněm, který ovládá zadní část dvoudílné kormidelní ploutve, v místě mezi trupem plavidla a horním koncem zmíněné ploutve, je pevně spojena páka, která je na svém druhém konci kyvně spojena prostřednictvím čepu kloubového spoje s koncem vodicí vidlice. Tato vodicí vidlice je nasunuta postupně ve směru od přídě k zádi plavidla nejdřív na přední čep pevně uložený v trupu plavidla a potom na zadní čep pevně uložený v horním konci přední části dvoudílné kormidelní ploutve. Přitom osy předního a zadního čepu leží vždy před osou čepu kloubového spoje, která se nachází vždy před osou kormidelního pně. Všechny uvedené osy jsou navzájem rovnoběžné, přičemž v nulové poloze dvoudílné kormidelní ploutve tyto osy a tím i vodicí vidlice s pákou leží v jedné rovině totožné s rovinou souměrnosti zmíněné ploutve.The aforementioned drawbacks are solved by a two-part rudder fin control device according to the invention, characterized in that a lever which is fixed to the steering wheel which controls the rear part of the two-rudder fin at the point between the hull and the upper end of said fin at its other end it is pivotally connected via an articulation pin to the end of the guide fork. This guide fork is slid in the direction from the bow to the stern of the vessel, first on the front pin fixed in the hull and then on the rear pin fixed in the upper end of the front part of the two-part rudder fin. The axles of the front and rear pins are always located in front of the axis of the knuckle joint, which is always located in front of the axis of the steering wheel. All said axes are parallel to each other, wherein in the zero position of the two-part rudder fin these axes and thus the guide fork with the lever lie in one plane identical with the plane of symmetry of said fin.

Protože se celé zařízení skládá pouze z minimálního počtu vzájemně se po sobě pohybujících součástí — tři třecí uzly — a to jen po krátkých drahách, projeví se toto příznivě na množství energie potřebné k ovládání dvoudílné kormidelní ploutve v porovnání se stávajícími řešeními. Jeho jednoduchost přináší s sebou zvýšenou spolehlivost a tím snížení poruchovosti a v neposlední řadě i požadavků na údržbu. To, že vodicí vidlice kýve pouze v malých úhlech a zařízení není ve vertikálním směru náročné na prostor, umožňuje celé zařízení velmi výhodně uložit do výklenku v trupu plavidla nad přední částí dvoudílné kormidelní ploutve, kde je chráněno demontovatelným krytem na úrovni obšívky, což dovolí uspořádat horní konec ploutve těsně u obšívky a tím se výrazně zlepší hydrodynamické poměry na ploutvi a kromě toho se zmenší i možnost mechanického a abrazívního poškození ovládacího zařízení. Další předností uvedeného zařízení je to, že zaručuje mezi úhlovými rychlostmi vychyiování přední a zadní části dvoudílné kormidelní ploutve výhodnou nelineární závislost, přičemž veškerý pohyb je odvozen přímo od kormidelního pně bez použití např. složitého dvojitého souosého pně.Since the entire system consists of only a minimum number of interlocking parts - three friction knots - and only after short paths, this will have a positive effect on the amount of energy required to operate the two-part rudder fin compared to existing solutions. Its simplicity brings increased reliability and thus reduced failure rate and last but not least maintenance requirements. The fact that the guide fork swings only at low angles and the device is not space-intensive in the vertical direction makes it possible to place the whole device in a recess in the hull above the front of the two-part rudder fin, protected by a removable cover at the plating level. the upper end of the fin close to the plating thereby greatly improving the hydrodynamic conditions on the fin and, in addition, reducing the possibility of mechanical and abrasive damage to the control device. A further advantage of the device is that it guarantees an advantageous non-linear dependence between the angular deflection speeds of the front and rear parts of the two-part rudder fin, all movement being derived directly from the steering wheel without the use of, for example, a complex double coaxial foam.

Na připojených výkresech je schematicky znázorněno základní provedení zařízení podle vynálezu, kde na obr. 1 je svislý řez rovinou souměrnosti ploutve, na obr. 2 je řez rovinou A —-As ploutví v nulové poloze a na obr. 3 potom stejný řez při vyložení dvoudílné kormidelní ploutve doleva.The accompanying drawings show schematically a basic embodiment of the device according to the invention, in which in FIG. 1 is a vertical section of the plane of symmetry of the fin, in FIG. 2 is a section of plane A-As of fin at zero; steering fins to the left.

Zařízení podle vynálezu je v základní úpravě provedeno tak, že s kormidelním pněm 6 ovládajícím zadní část 7 dvoudílné kormidelní ploutve je v místě mezi trupem 10 plavidla a horním koncem dvoudílné kormidelní ploutve pevně spojena páka 1, která je na svém druhém konci spojena kyvněThe device according to the invention is designed in such a way that a lever 1 is fixedly connected to the tiller 6 controlling the rear part 7 of the two-part rudder fin at the point between the hull 10 and the upper end of the two-part rudder fin.

S pomocí čepu 3 kloubového spoje s vodicí vidlicí 2. Vodicí vidlice 2 je nasunuta nejdřív na přední čep 4 pevně uložený v trupu 10 plavidla a potom na zadní čep 5 pevně uložený v horním konci přední části 8 dvoudílné kormidelní ploutve. Přitom úhel vychýlení β zadní části 7 dvoudílné kormidelní ploutve je dán úhlem, který svírá páka 1 s osou plavidla a úhel vychýlení a přední části 8 představuje úhel mezi spojnicí kormidelní peň 6 — zadní čep 5 a osou plavidla. Přičemž úhel vychýlení a je vždy menší než úhel vychýlení β, a to o hodnotu proměnlivého úhlu μ při vrcholu představovaném kormidelním pněm 6 v trojúhelníku, který Vznikne během vychylování dvoudílné kormidelní ploutve a je dán třemi body reprezentovanými čepem 3 kloubového spoje, kormidelním pněm 8 a zadním čepem 5. Tím jsou dosaženy rozdílné úhlové rychlosti při vychylování přední a zadní části 8, 7, dvoudílné kormidelní ploutve. Při maximálním vyložení přední a zadní části 8, 7 ploutve páka 1 s vodicí vidlicí 2 svírá pravý úhel. Celé zařízení je umístěno ve výklenku 9 v trupu 10 plavidla nad přední částí 8 dvoudílné ploutve a částečně zakryto na úrovni obšívky snímatelným krytemWith the aid of a hinge pin 3 with a guide fork 2. The guide fork 2 is slid first onto the front pin 4 fixedly fixed in the hull 10 of the vessel and then onto the rear pin 5 fixedly fixed in the upper end of the front part 8 of the two-part rudder fin. The deflection angle β of the rear part 7 of the two-part rudder fin is given by the angle between the lever 1 and the axis of the vessel and the deflection angle and the forward part 8 represent the angle between the steering wheel 6 - hinge pin 5 and the axis of the vessel. The deflection angle α is always smaller than the deflection angle β, by the value of the variable angle μ at the apex represented by the steering wheel 6 in the triangle formed during the deflection of the two-part rudder fin and given by three points represented by the articulation pin 3 This results in different angular velocities when deflecting the front and rear portions 7, 7 of the two-part rudder fin. When the front and rear fins 8, 7 are fully extended, the lever 1 with the guide fork 2 forms a right angle. The whole device is located in a recess 9 in the hull 10 of the vessel above the front part 8 of the two-part fin and partially covered at the plating level with a removable cover

11.11.

V alternativních provedeních může být přední a zadní čep 4, 5 opatřen kamenem, případně vodicí vidlice 2 nahrazena táhlem, které prochází suvně objímkami pevně spojenými s čepy výkyvnými okolo os totožných s osami předního a zadního čepu 4, 5. Zařízení podle vynálezu je možno použít na dosažení rozdílných úhlových rychlostí vychylování jednotlivých částí dvoudílné kormidelní ploutve, která se může vyskytovat na všech typech plavidel.In alternative embodiments, the front and rear pins 4, 5 may be provided with a stone, or the guide fork 2 may be replaced by a tie rod which passes through the sleeves fixedly connected to the pins pivotable about axes identical to the axes of the front and rear pins 4, 5. to achieve different angular deflection rates of the individual parts of the two-part rudder fin, which may be present on all types of vessels.

Claims

Subject

A device for operating a two-part rudder fin outside the watertight part of a hull, characterized in that, with the steering wheel (6) controlling the rear part (7) of the two-part rudder fin, it is at a point between the hull (10) and the upper a lever (1) is rigidly connected to the end of said fin and is pivotally connected at its other end by means of a hinge pin (3) to a guide fork (2) slid gradually from the bow to the stern of the vessel; the hull (10) of the vessel and then firmly attached to the rear pin (5) at the upper end of the front part (8) of the two-part rudder fin and the axis of the front pin (4) and the rear pin (5)

In the zero position of the two-part rudder fin of said axis and hence the guide fork (2) with the lever (1) lies in one plane identical with the plane of the steering wheel (6j) and all these axes are parallel to each other. the symmetry of the profile of said fin.

Device according to claim 1, characterized in that, as a whole, it is placed in a wet recess (9j) in the hull (10) of the vessel above the front part (8) of the two-part rudder fin.

Device according to claim 2, characterized in that the wet recess (9) is covered at the level of the plating by a removable cover (11) to the rear pin (5).

2 sheets of drawings