DE10033447A1 - Automatische Ruderarretierung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zur automatischen Ruderarretierung, insbesondere an kleinen Schiffen und Booten, umfassend: DOLLAR A - einen zylindrischen Gehäusekörper, der koaxial an einer Steuerrad-Welle (3) oder an einem Ruderholm (2) angeordnet und von einer am Schiff befestigten Halterung umschlossen und klemmbar gehalten ist, DOLLAR A - ein fest mit einem ersten Teil (Abtriebswelle 3.1) der Steuerrad-Welle (3) oder des Ruderholmes (2) verbundenes Klemmteil (11) und ein an der Antriebsseite (AS) liegendes, zu dem Klemmteil (11) kompatibles Löseteil (12), das mit seinen Klauen (4.1, 4.2) in entsprechende, im Klemmteil eingearbeitete, periphere Ausnehmungen derart eingreift, daß es eine durch die Stellkraft an der Antriebsseite (AS) hervorgerufene Umfangskraftübertragung in beiden Drehrichtungen ermöglicht, DOLLAR A wobei die Steuerrad-Welle (3) oder der Ruderholm (2) an der Abtriebsseite (AR) durch die Verklemmung der Walzenelemente (17.1, ...17.4) im Gehäusekörper (10) arretiert ist, sobald die Stellkraft an der Antriebsseite (AS) aufhört, so daß die Winkellage eines an der Abtriebswelle (3.1) angebrachten Ruderblattes gegenüber der Symmetrieebene des jeweiligen Schiffes oder Bootes festgelegt und nach der erneuten Ausübung der Stellkraft an der Antriebsseite (AS) veränderlich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Ru­ derarretierung, insbesondere an kleinen Schiffen und Booten.

Beim Steuern von Booten und kleineren Schiffen haben sich me­ chanische Systeme bewährt, bei denen die Arretierung von Ab­ triebswellen und somit die Beibehaltung der Winkellage des Ruderblattes mit Hilfe von Rast- oder Klemmvorrichtungen er­ folgt, die von außen her auf den Ruderholm wirken. Der Steu­ ermann muß also nach der Einstellung des Ruders auf den ge­ wünschten bzw. berechneten Schlag die Rast- oder Klemmvorrich­ tung betätigen, wenn z. B. das Kreuzen oder Halsen vorgesehen ist, und diese vor der Veränderung des Schiffskurses entsper­ ren. Dies ist umständlich, insbesondere bei kleinen Segel­ schiffen, deren Besatzung oft lediglich einige Seeleute zählt.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, die Bedienung des Steuer­ rades oder der Ruderpinne mit mechanischen Mitteln so zu er­ leichtern, daß der Schiffsführer nach der Festlegung des Schiffskurses keine zusätzlichen Mechanismen betätigen muß, um die Lage des Ruderblattes zu sichern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs ge­ löst. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Anbrin­ gung einer solchen Vorrichtung an dem Ruderholm oder an der Steuerrad-Welle eine sehr bequeme Steuerung des Schiffes oder Bootes ermöglicht. Die Vorrichtung wirkt als Kupplung, wenn mit dem Steuerrad gedreht wird, und als Arretierungselement, wenn keine Stellkraft auf das Steuerrad ausgeübt wird.

Die im Inneren des Gehäusekörpers liegenden Teile sind rela­ tiv dicht nebeneinander angeordnet. Insbesondere sind die Freiräume zwischen den Walzenelementen und den Klauen so be­ messen, daß lediglich sehr geringe periphere Verschiebungen möglich sind, allerdings reichen diese völlig aus, um eine wirksame Verklemmung (bei Stellkraft = 0) und Freigabe (bei ausgeübter Stellkraft) der Walzenelemente in den Walzen- Taschen zu ermöglichen. Die kompakte Bauweise trägt auch dazu bei, daß sich die ganze Vorrichtung platzsparend in üblicher­ weise sehr engen, schwer zugänglichen Räumen unterbringen lassen, in denen die Ruderholme angeordnet sind.

Der zylindrische Gehäusekörper ist von einer Halterung um­ schlossen und klemmbar gehalten. Diese Halterung ist z. B. in Form eines an einem entsprechenden Konstruktionselement des Schiffes, wie Querschott, angeschraubten Jochs ausgeführt. Wird der Gehäusekörper durch das Joch fixiert, erst dann wirkt die Vorrichtung als Arretierung, d. h. die Drehbewegung der Abtriebswelle kann sofort gestoppt werden, wobei das auf einem bestimmten Schlag eingestellte Ruderblatt dem Strö­ mungsdruck standhält.

Vorzugsweise sind die Federelemente als Schraubenfeder ausge­ führt, die platzsparend jeweils in einer im Klemmteil einge­ arbeiteten, durchgehenden Bohrung untergebracht sind. Die Schraubenfeder sind leicht angespannt, d. h. die Walzenelemen­ te werden stets in Richtung Klaue geschoben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeich­ nung näher erläutert, deren Figuren im einzelnen zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Ruderanlage, in der eine Vorrichtung gemäß Erfindung verwendet wird,

Fig. 2 eine Vorrichtung im längsaxialen Schnitt,

Fig. 3 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 2,

Fig. 4 schematische Draufsicht auf ein Schiff, mit angedeute­ tem Ruderblatt,

Fig. 5 den Schnitt gemäß Fig. 3, mit sichtbaren peripheren Verschiebungen der Klauen,

Fig. 6 schematisch ein Heck eines Schiffes mit einem sichtba­ ren Steuerrad, und

Fig. 7 die Vorrichtung gemäß Fig. 2 in einer Explosionsdar­ stellung.

Die Fig. 1 zeigt eine Ruderanlage 50 in vereinfachter Darstel­ lung, die an einem Segel-Yacht verwendet wird. Ein Ruderholm 2 trägt ein Ruderblatt 1, das im vorliegenden Fall ein soge­ nanntes Halbbalance-Ruder ist, bei dem ein Teil der Ruderflä­ che vor der Drehachse liegt, um die erforderlichen Kräfte beim Ruderlegen zu begrenzen. Der Ruderholm 2 ist über eine Steuerrad-Welle 3 und eine Kegelradgetriebe 47 von einem Steuerrad 60 betrieben, wobei sich hier um Drehbewegungen im Bereich höchstens eines geraden, praktisch eines spitzen Win­ kels handelt.

Der Ruderholm 2 ist durch eine Vorrichtung 100 in zwei Teile unterteilt, nämlich in eine oberhalb der Vorrichtung 100 ver­ laufende Antriebswelle 3.2 und eine zwischen der Vorrichtung 100 und dem Ruderblatt 1 angeordnete Abtriebswelle 3.1. Diese Anordnung entspricht der in den Fig. 2 und 7 gezeigten Konfiguration, bei der das obere Teil des Ruderholms 2 an ei­ ner Antriebsseite AS und das untere an einer Abtriebsseite AR verläuft. Die Vorrichtung 100 ist von einem hülsenförmigen Joch 48 umschlossen und darin verklemmt (vgl. auch Fig. 3). Das Joch 48 geht in eine Stützkonsole 49 über, die an einem Querschott 46 befestigt ist. Das Joch 48 und die Stützkonsole 49 bilden eine Halterung 40 der Vorrichtung 100. Für die Klarheit der Fig. 1 sind die übrigen Lagerungselemente des Ru­ derholms weggelassen.

Es kann aber eine andere Anordnung gewählt werden, bei der die Vorrichtung 100 an der senk acht zum Ruderholm 2 verlau­ fenden Steuerrad-Welle 3 installiert ist. Die Vorrichtung stützt sich an einer dreieckigen Stützkonsole 53 ab.

Die detailliert in den Fig. 2, 3 und 5 gezeigte Vorrich­ tung 100 weist einen zylindrischen Gehäusekörper 10 auf, in den ein Klemmteil 11, ein Löseteil 12, vier Walzenelemente 17.1, . . .17.4 und zwei Schraubenfeder 6.1, 6.2 gepackt sind. Das Klemmteil 11 (Klemmkopf) ist mit der Abtriebswelle 3.1 und entsprechend das Löseteil 12 starr mit der Antriebswelle 3.2 verbunden. Ferner ist der Gehäusekörper 10 an seinen bei­ den Stirnseiten mit Lagerdeckeln 33.1, 33.2 und Dichtringen (nicht dargestellt) verschlossen.

Der Klemmkopf weist zwei gegenüberliegende, periphere Ausneh­ mungen 8.1, 8.2 auf, in die das Löseteil 12 mit seinen Klauen 4.1, 4.2 hineingreift und die jeweils mit einem Walzen- Taschen-Paar 20.1, 20.4 und 20.2, 20.3 enden, und zwar so, daß die Walzen-Taschen jedes Paares zueinander spiegelbild­ lich angeordnet sind. In den Walzen-Taschen 20.1, 20.4 und 20.2, 20.3 ist jeweils ein Walzenelement 17.1, 17.4; 17.2, 17.3 beweglich angeordnet, wobei die Beweglichkeit durch ein sehr kleines Spiel 30 zwischen dem Walzenelement und der Klaue 4.1, 4.2 begrenzt ist. Im vorliegenden Fall werden vier Walzenelemente 17.1, . . .17.4 und dementsprechend vier Wal­ zen-Taschen 20.1, 20.4 und 20.2, 20.3 verwendet. Im Prinzip können auch andere gerade Zahlen der Walzen-Taschen gewählt werden.

Die Geometrie der Walzen-Taschen 20.1, 20.4; 20.2, 20.3 ist besonders dem in Fig. 5 gezeigten Querschnitt zu entnehmen. Die einzelnen Walzen-Taschen sind jeweils durch eine Keilflä­ che 26, eine Stirnfläche 38 und eine innere zylindrische Flä­ che 27 des Gehäusekörpers 10 gebildet. Die Keilfläche 26 liegt unter einem spitzen Winkel gegenüber einer Tangenten T zur zylindrischen Fläche 27, so daß ein sich in Richtung Klaue verjüngender, sehr begrenzter Freiraum entsteht.

Ferner ist im Klemmteil 11 eine mittig angeordnete, rund­ kreisförmige Ausnehmung 14 vorgesehen, in die zwecks Zentrie­ rung ein an diese angepaßter Vorsprung 13 des Löseteils 12 eingreift.

Die leicht angespannten, parallel zueinander verlaufenden Schraubenfeder 6.1, 6.2 sind jeweils in einer durchgehenden, im Klemmteil 11 eingearbeiteten Bohrung 19.1, 19.2 unterge­ bracht. Mit dieser Anordnung der Schraubenfeder 6.1, 6.2 wird ein gewünschtes, geringfügiges Spiel 30 zwischen der Klaue 4.1, 4.2 und dem sich in den Walzen-Taschen 20.1, 20.2; 20.3, 20.4 befindenden Walzenelement 17.1. . .17.4 ermöglicht. Das Spiel 30 beträgt im vorliegenden Fall bis 0,5 mm bei ei­ nem 16 mm-Durchmesser der Walzenelemente.

Die Elemente der Vorrichtung 100 sind aus oberflächengehärte­ tem Konstruktionsstahl gefertigt, die u. a. folgende Eigen­ schaften aufweist: eine gute Korrosionsbeständigkeit, niedri­ ge Wärmeausdehnung und gute Schlagfestigkeit. Die Rockwell-C- Härte der Elemente beträgt 60 bis 65.

Funktion

Mit dem in Fig. 1 und 6 gezeigten Steuerrad 60 wird zu­ nächst gedreht, d. h. auf das Steuerrad wird per Hand eine Stellkraft P (vgl. Fig. 6) ausgeübt, die über die Steuerrad- Welle 3 und das Kegelradgetriebe 47 eine Drehung des Ruder­ holms 2 hervorruft. Die sich in den Walzen-Taschen 20.1, 20.2; 20.3, 20.4 befindenden Walzenelemente 17.1. . .17.4 werden freigedrückt (vgl. Fig. 5) und die beiden Teile des Ru­ derholmes 2, also die Antriebs- und Abtriebswelle sind frei drehbar. Die Vorrichtung wirkt als Kupplung.

Wird ein Halsen oder Kreuzen des Schiffes vorgenommen, ist das Steuerrad 60 in einer bestimmten Lage des Schiffes (vgl. Fig. 6) einfach losgelassen. Die Antriebskraft an der An­ triebsseite AS hört auf (Stellkraft P = 0). Die Walzenelemente 17.1. . .17.4 verklemmen sich in den Walzen-Taschen 20.1, 20.2; 20.3, 20.4 (vgl. Fig. 3) und die Abtriebswelle 3.1 wird sofort arretiert. Die Vorrichtung wirkt als Arretierung. Der Steuermann kann das Steuerrad auf eine bestimmte Zeit verlas­ sen und erst unmittelbar vor einer Schiffskurs-Änderung sich erneut mit dem Steuern beschäftigen.

Bezugszeichenliste

AR Abtriebsseite
AS Antreibsseite
P Stellkraft
T Tangente

1

Ruderblatt

2

Ruderholm

3

Steuerradwelle

3.1

Abtriebswelle

3.2

Antriebswelle

6.1

,

6.2

Schraubenfeder

4.1

,

4.2

Klaue

8.1

,

8.2

Ausnehmung

10

Gehäusekörper

11

Klemmteil

12

Löseteil

13

Vorsprung

14

Ausnehmung

17.1

. . .

17.4

Walzenelement

19.1

,

19.2

Bohrung

20.1

. . .

20.4

Walzen-Tasche

26

Keilfläche

27

Fläche

30

Spiel

33.1

,

33.2

Lagerdeckel

38

Stirnfläche

40

Halterung

46

Querschott

47

Kegelradgetriebe

48

Joch

49

Stützkonsole

53

Stützkonsole

60

Steuerrad

100

Vorrichtung

Claims (6)

1. Vorrichtung (100) zur automatischen Ruderarretierung, insbesondere an kleinen Schiffen und Booten, bestehend aus folgenden Teilen:

• - einem zylindrischen Gehäusekörper (10), der koaxial an einer Steuerrad-Welle (3) oder an einem Ruderholm (2) angeordnet und von einer an der Konstruktion des Schif­ fes befestigten Halterung (40) umschlossen und klemmbar gehalten ist,
• - einem fest mit einem ersten Teil (Abtriebswelle 3.1) der Steuerrad-Welle (3) oder des Ruderholmes (2) verbunde­ nen, ebenso koaxial angeordneten Klemmteil (11), das im Gehäusekörper (10) untergebracht ist,
• - einem fest mit einem der Abtriebswelle 3.1 gegenüberlie­ genden, zweiten Teil (Antriebswelle 3.2) der Steuerrad- Welle (3) oder des Ruderholmes (2) verbundenen, an der Antriebsseite (AS) angeordneten Löseteil (12), das zu dem Klemmteil (11) kompatibel ist und mit seinen Klauen (4.1, 4.2) in entsprechende, im Klemmteil eingearbeite­ te, periphere Ausnehmungen (8.1, 8.2) derart eingreift, daß es eine durch die Stellkraft an der Antriebsseite (AS) hervorgerufene Umfangskraftübertragung in beiden Drehrichtungen ermöglicht,
• - wenigstens zwei Walzenelementen (17.1, . . .17.4), die jeweils in einer peripheren, mit der Ausnehmung (8.1, 8.2) in Verbindung stehenden und eine Keilfläche (26) aufweisenden Walzen-Tasche (20.1, . . .20.4) derart beweglich angeordnet sind, dass zwischen der Klaue (4.1, 4.2) und wenigstens einem sich in den Walzen-Taschen (20.1, 20.2; 20.3, 20.4) befindenden Walzenelement (17.1. . .17.4) ein geringfügiges Spiel (30) vorgesehen ist,
• - wenigstens zwei Federelementen (6.1, 6.2), die gegen be­ wegliche Walzenelemente (17.1, . . .17.4) drücken,

wobei die Steuerrad-Welle (3) oder der Ruderholm (2) an der Abtriebsseite (AR) durch die Verklemmung der Walzenelemente (17.1, . . .17.4) an der Keilfläche (26) und einer inneren zylindrischen Fläche (27) des Gehäusekörpers (10) arretiert ist, sobald die Stellkraft an der Antriebsseite (AS) aufhört, so daß die Winkellage eines an der Abtriebswelle (3.1) ange­ brachten Ruderblattes (40) gegenüber der Symmetrieebene (E) des jeweiligen Schiffes oder Bootes festgelegt und nach der erneuten Ausübung der Stellkraft an der Antriebsseite (AS) veränderlich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel (30) einen Wert zwischen 0,1 mm bis 2 mm hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (40) durch ein den Gehäusekörper (10) um­ schliessendes Joch (48) und eine Stützkonsole (49; 53) ge­ bildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die Federelemente (6.1, 6.2) Schraubenfeder sind, die jeweils in einer im Klemmteil (11) eingearbeiteten Boh­ rung (19.1, 19.2) untergebracht sind.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass zwecks Zentrierung im Klemmteil (11) eine mittig angeordnete, rundkreisförmige Ausnehmung (14) vorgesehen ist, in die ein an diese angepasster Vorsprung (13) des Löse­ teils (12) eingreift.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Gehäusekörper (10) an seinen beiden Stirn­ seiten (13.1, 13.2) mit Lagerdeckeln (8.1, 8.2) verschlossen ist.