DE2433116C3 - Leichtbau-Ruderanlage für Schiffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Loichtbau-Ruderanlage für Schiffe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Ruderschaft leitet bei allen Rudern das Drehmoment der Rudermaschine zum Ruderblatt bzw. umgekehrt. In unterschiedlichem Maße dient er darüber hinaus zur Aufnahme von Biegemomenten, die durch die am Ruder angreifenden Wasserkräfte erzeugt werden. Bei dem Typ des Vollschweberuders ist dies die für die Bemessung des Ruderschaftes maßgebende Beanspruchung.

Die Verbindung zwischen Ruderschaft und Ruderblatt muß die erwähnten Dreh- und Biegemomente gleichfalls übertragen, sie muß aber auch leicht lösbar sein, um Bau und Instandhaltung der oft sehr großen und schweren Einzelteile zu ermöglichen.

Es ist der derzeitige Stand der Technik, daß der Ruderschaft kreisrunden Querschnitt hat, er ist in fast allen Fällen massiv aus einem Schmiede- oder Guß stück gearbeitet. Ganz vereinzelt wird er als zylindrischer Hohlträger ausgebildet, andere Ausführungen sind nicht bekannt, insbesondere sehen auch die Regeln der Schiffbau-Klassifikationsgesellschaften keine anderen Bauweisen vor (vgl. z. B.: Germanischer Lloyd »Vorschriften für Bau und Klassifikation von stählernen Seeschiffen«, Ausgabe 1973, Band I, Abschnitt 14).

Diese Ausführung hat folgende Nachteile, die um so mehr ins Gewicht fallen, je höher die Biegungsbeanspruchung des Schaftes ist:
a) Ein kreisrunder Schaft, insbesondere wenn er voll ist, ist für die Aufnahme von Biegungsbeanspruchungen sehr ungünstig, da das Material in der Nähe der neutralen Faser konzentriert ist, wo die Spannungen gering sind bzw. sogar verschwinden. Daher ist ein solcher Schaft sehr schwer und trotzdem relativ biegeweich, was weiter zur Folge hat, daß man bei den meist verwendeten Gleitlagern mit beträchtlichen Kantenpressungen rechnen muß.

h) Als Schmiede- oder Gußstücke haben solche Ruderschäfte sehr lange Lieferfristen, und die

ίο Zahl der Lieferanten ist begrenzt. Dadurch

kommt es immer wieder zu Termiiischwierigkeiten.

c) Begründet durch a) und b) ist ein solcher Schaft sehr teuer.

Die lösbare Verbindung zwischen Ruderschaft und Ruderblatt wird nach dem derzeitigen Stand der Technik entweder durch eine Kegel- oder eine i. a. horizontal geteilte Flanschkupplung hergestellt. Andere Ausführungen werden von den Regeln der Klas_ao sifikationsgesellschaften nicht in Betracht gezogen (vgl. Germanischer Lloyd, a.a.O.).

Eine Kegelkupplung ist zur Übertragung auch großer Biegemomente geeignet, sie ist aber verhältnismäßigschwer und verlangt eine sehr genaue Bearbei_a5 tung der Kupplungshälften.

Die Flanschkupplung ist zur Aufnahme größerer Biegemomente unzweckmäßig, da die Kupplungsbolzen, die dicht an der Längsschiffsachse sitzen müssen, um ihre Kraft über den Schaftflansch auf den Schaft selbst zu übertragen, sehr hohe Kräfte aufzunehmen hätten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ruderschaft zu entwickeln, der den auftretenden Beanspruchungen besser angepaßt und daher leichter und hiegesteifer ist, und der auch einfacher zu fertigen ist. Die Kupplung mit dem Ruderblatt muß auf die Gegebenheiten des neuen Schaftes abgestimmt sein, sie sol! ebenfalls einfach zu fertigen sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, ^₀ daß der Ruderschaft als Kastenträger mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist. Er trägt an den Lagerstellen horizontale Platten, an denen die Lagerinnenteile befestigt sind. Der Lagerdurchmesser richtet sich nach der Diagonalen des jeweiligen Kastenquerschnittes, die Lagerbauweise selbst ist frei wählbar.

Der Kastenschaft eignet sich besonders für die Verwendung im Zusammenhang mit Vollschweberudern, er wird deren Anwendung in manchen Fällen überhaupt erst ermöglichen. Es wird in diesem Fall eine horizontal geteilte Flanschkupplung besonderer Bauweise vorgesehen. Der Flansch wird dabei durch eine relativ dünne Kupplungsplatte gebildet, die gleichzeitig die horizontale Platte des unteren Ruderschaftlagers darstellt und den Kastenschaft nach unten abschließt. Die Verbindung zwischen Kastenschaft und Ruderblatt wird durch Kupplungsbolzen hergestellt. Deren Anzahl und Durchmesser werden so bemessen, daß ein möglichst großer Materialquerschnitt mögliehst weit von der Längsschiffsachse entfernt angeordnet wird. Das führt i. a. beiderseits auf einen dik-• ken Bolzen genau auf der Querachse der Kupplung und je einen etwas dünneren Bolzen davor und dahinter, jedoch so dicht wie möglich an dem ersten Bolzen plaziert. Die Bolzen übertragen ihre Kraft aber nicht auf die Kupplungsplattc, sondern auf sogenannte Schubstücke, die sie ihrerseits durch Schub direkt auf die Stege: des Kastenträgers übertragen. Zu diesem

Zweck sind diese Stege über die Gurte des Schaftes hinausgeführt, und es sind gegebenen^falis auch noch zusätzliche, u. U. partielle Stege im Schaft vorzusehen. Die Kupplungsbolzen gchei: durch Bohrungen mit großem Spiel, sie übertragen daher nur Zugkräfte. Das Drehmoment wird zwischen Schaft und Ruderblatt durch mindestens zwei besondeic: Paßoolzen weitergeleitet. Diese sollen erfindungsgemäß keine Zugkräfte aufnehmen. Sie sitzen in der oberen Kupplungsplatte und werden durch Schrauben od. dgl. auf ihren Sitz gedruckt und am Kippen gehindert. Erfindungsgemäß haben die Paßbolzen eines Ruders verschieden lange Einführungskegel.

Kupplungsplatte, Schubstücke und Löcher für die Paßbolzen wiederholen sich sinngemäß am Ruderblatt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin:

a) Der Ruderschaft hat nur etwa das halbe Gewicht eines konventionellen Schaftes.

b) Die Steifigkeit des Kastenschaftes liegt bedeutend über der eines konventionellen Schaftes, wodurch bei Gleitlagern (wie sie vielfach verwendet wci \cr\) die Kantenpressungen vermindert werden. Deshalb kann bei diesen ein höherer mittlerer Flächendruck zugelassen werden wodurch sie kleiner und billiger werden - als bei vergleichbaren Lagern von konventionellen Schäften.

c) Jede Werft kann die Schäfte, wenn sie sie in Schweißbauweise erstellt, für die von ihr gebauten Schiffe selbst fertigen.

d) Die großflächigen Kupplungsplatten können dünn und leicht sein, weil sie nur auf Schub in ihrer Ebene beansprucht werden.

e) Bei der Fertigung der Kupplung kommen nur sehr einfache Genauigkeitsbearbeitungen vor (Plandrehen der Kupplungsplatten, Aufreiben der Paßbolzenlöcher), wodurch die Fertigung einfach wird.

f) Im Ruderblatt sind keine besonderen Öffnungen mit Verschlußplatten notwendig, um die unteren Enden der Paßbolzen zugänglich zu machen. Solche Öffnungen stellen sonst Schwächungen des Ruders dar und sind in der Fertigung aufwendig.

g) Montage und Demontage des Ruderblattes sind ebenfalls einfach, weil:

ga) die Kupplungsbolzen in ihren Führungslöchern reichlich Spiel haben,

gb) die Paßbolzen nur von einer Seite montiert werden,

ge) infolge der unterschiedlichen Länge der

Führungskegel der Paßbolzen jeweils nur

eine einzige Sleüe des Ruderblattes genau

auf die entsprechende Stelle des Schaftes ausgerichtet werden muß.

Ein Ausführungsbeispiel der Erf'ndung ist in der Zeichnung niedergelegt und wird im folgenden beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht des Kastenschaftes (1) in ίο Schiffsiängenrichtung. (2) ist die horizontale Platte des unteren Ruderschaftlagers, gleichzeitig die schaftseitige Kupplungsplatte der Ruderkupplung, (3) der Lagerkranz des gleichen Lagers. (4) ist die horizontale Platte und (5) der Lagerkranz des oberen Lagers. Die Teile (2) bis (5) sind je nach Art der Lagerausführung abzuwandeln. (6) und (7) sind die Verbreiterungen der Kastenstege (8) bzw. Zusatzstege (9), bei letzteren führt die Bezuglinie zu ihrer oberen Begrenzung. Die Mittellinien der Kupplungsbolzen sind mit (10) und (11) bezeichnet, die Bolzen selbst sowie die Schubstücke sind nicht dargestellt. (12) ist die Schaftverlängerung, an der die Rudermaschine angreift;

Fig. 2 gibt einen Schnitt in der Ebene Ali durch as den oberen Teil des Kastenschaftes wieder, (13) sind die Gurte desselben;

Fig. 3, in größerem Maßstab als die Fig. 1 und 2, ist der Schnitt CD aus Fig. 1 und zeigt insbesondere die Lage der Zusatzstege und der an sie angeschlossenen Schubstücke (14) sowie der Löcher (15) für die Paßbolzen. Kupplungs- und Paßbolzen selbst sind der Übersichtlichkeit wegen auch hier nicht dargestellt;

Fig. 4, im Maßstab von Fig. 1 und 2. stellt einen Querschiffsschnitt durch den oberen Teil des Ruderblattes dar, Schnitt GH aus Fig. 5. Es sind: (16) die Kupplungsplatte des Ruderblattes und (17) dessen Schubstücke, (18) die Stegverbreiterungen und (19) ein Steg des Ruderblattes. (20) ist die Außenhautbe_to plattung des Ruderblattes;

Fig. 5. im Maßstab von Fig. 3, zeigt den Schnitt £Taus Fig. 4, (21) sind die Löcher für die Paßbolzen in der Kupplungsplatte des Ruderblattes.

Die folgenden Fig. 6 und 7 sind maßstäblich weder untereinander noch auf die vorhergehenden Figuren abgestimmt.

Fig. 6 gibt einen Kupplungsbolzen (22) mit Mutter (23) wieder;

Fig. 7 stellt einen Paßbolzen (24) dar. Er wird durch die Schrauben (25) auf seinen Sitz gedruckt. Das Maß (26) ist bei den Paßbolzen eines Ruders unterschiedlich ausgeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Leichtbau-Ruderanlage für Schiffe mit einem als Hohlträger ausgebildeten Ruderschaft, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruderschaft als Kastenträger (1) mit im wesentlichen rechtekkigem Querschnitt ausgebildet ist.

2. Ruderanlage nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Ruderblatt mit dem Schaft durch eine horizontal geteilte Flanschkupplang verbunden wird, bei der die Kraft der Kupplungsbolzen (22) durch Schubstücke (14) auf die Stege (8) und (9) des Kastenträgers (1) übertragen wird.

3. Ruderanlage nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Kupplungsbolzen (22) am Ruderblatt ebenfalls durch Schubstücke (17) auf die Stege (19) des Ruderblattes übertragen wird.

4. Ruderanlage nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Ruderdrehmoment zwischen Ruderblatt und Schaft durch mindestens zwei Paßbolzen (24) übertragen wird, die keine Muttern haben, sondern durch eine äußere, axial auf den Bolzenkopf wirkende Kraft auf ihren Sitz gedrückt werden.

5. Ruderanlage nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Paßbolzen Einführungskegel (26) von unterschiedlicher Länge haben.