KR20130020605A

KR20130020605A - 수중운송수단용 방향타 장치

Info

Publication number: KR20130020605A
Application number: KR1020120089553A
Authority: KR
Inventors: 아르네 아르스트롬
Original assignee: 호발츠벨케 도이췌 벨프트 게엠베하
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2013-02-27
Also published as: EP2559617A3; EP2559617B1; EP2559617A2; DE102011110884A1; KR101504949B1

Abstract

수중운송수단용 방향타 장치는 수중운송수단의 외벽을 통해 안내된 방향타 축을 갖는 스페이드 방향타를 포함한다. 이 방향타 축은 섬유복합재료로부터 형성되고 수중운송수단 내의 플레인 베어링 안에 탑재된다. 그것은 방향타 축의 종축에 대해서 회전가능하게 방향타 레버에 움직이게 결합된다. 방향타 레버를 위한 체결부품이 수중운송수단 내에 배치된 방향타 축의 단부 상에 구성된다. 이 체결부품은 또한 플레인 베어링의 일부를 형성한다.

Description

수중운송수단용 방향타 장치{A rudder device for a water vehicle}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 특정된 구성을 갖는 수중운송수단용 방향타 장치에 관한 것이다.

스페이드(spade) 고무를 갖는 방향타 장치가 본 발명의 출발점을 형성한다. 스페이드 방향타는 통상 수중운송수단 내에 플레인 베어링(plain bearing)으로 탑재된 방향타 축(방향타 샤프트)을 포함하고, 그 방향타 축 위에 사다리꼴, 반-타원형 또는 타원형 방향타 블레이드(blade)가 수중운송수단의 바깥 상에 배열된다.

섬유복합재료는 물론 철로부터 형성된 방향타 축이 알려져 있다. 섬유복합재료의 방향타 축은 비교적 낮은 중량에 의해 특징지워 진다. 그러나, 만약 이들 방향타 축이 보다 더 큰 방향타 장치들에 그리고 특히 방향타가 방향타 축에 묶여 있는 방향타 레버를 통해 선형구동에 의해 조정되어 지는 방향타 장치들에 적용된다면, 그 방향타 축은 설계와 관련하여 어떤 노력이 요구되는 식으로 바람직하게는 철로부터 형성되는 금속 단부-부분이 제공되고 그 위에서 비교적 큰 힘이 방향타 축으로 도입된다. 이 단부-부분은 방향타 블레이드로부터 멀어지는 측의 방향타 축의 단부를 형성한다.

필요한 플레인 베어링 안에 방향타 축의 직접적 탑재는 방향타 축의 의미 있는 소모를 수반하기 때문에, 그 외측에, 이 방향타 축이 플레인 베어링을 통해 안내되는 그 영역에, 베어링 물질의 탑재 링을 갖는 방향타 축을 제공할 필요가 있다. 탑재 링은 물론 금속 단부-부분의 요구가 섬유복합재료의 방향타 축의 제조를 복잡하게 만들고 따라서 단순한 주조부분의 경우일 수 있는 금속 방향타 축의 제조에 비해서 비용이 더 들어간다.

금속 단부-부분 및 탑재 링을 갖는 섬유복합재료로 된 방향타 축의 또 다른 단점은, 비록 방향타 몸체의 탑재가 바다운송수단의 내부에 배치된 방향타 축의 단부에서 완벽하게 수행되어 져야만 하지만, 방향타 축의 단부를 형성하는 단부-부분 때문에 탑재 링이 방향타 축의 단부까지 비교적 큰 거리에서 배치되어져야만 하는 사실에서 알 수 있다.

본 발명의 목적은 상기의 단점들을 해소하여 이러한 단점들을 갖지 않는 섬유복합재료로부터 형성된 스페이드 고무의 방향타 축을 갖는 방향타 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적은 청구항 1에 특정된 구성을 갖는 방향타 장치에 의해 달성된다. 이 방향타 장치의 다른 이점 있는 향상 점들은 종속 항들, 도면은 물론 상세한 설명을 통해 잘 이해할 수 있을 것이다. 여기서, 본 발명에 따르면, 종속항들에 특정된 구성들뿐만 아니라 적절한 조합들이 청구항 1 및 본 발명에 따른 해결책을 더 형성할 수 있다는 것도 이해할 수 있을 것이다.

수중운송수단용 본 발명에 따른 방향타 장치는 수중운송수단의 외벽을 통해 안내된 방향타 축을 갖는 스페이드 방향타를 포함한다. 바람직하게는 섬유복합재료로부터 형성된 방향타 블레이드가 수중선박의 밖에 위치된 방향타 축의 부분 상에 통상의 방식으로 배치되어 있다. 또한 방향타 축은 예를 들면 유리-섬유 강화 또는 카본-섬유 강화 플라스틱과 같은 섬유복합재료로부터 형성되고, 바람직하게는 중량감소의 목적을 위해 통공 식으로 설계된다. 이 방향타 축은 수중운송수단 내의 플레인 베어링 안에 탑재되고 방향타 축의 종축에 대해서 회전가능하게 방향타 레버에 움직이게 결합 된다. 플레인 베어링과 관련하여 그것은 방사상 베어링의 경우이다.

본 발명에 따르면, 방향타 레버를 위한 체결부품이 수중운송수단 내에 배치된 방향타 축의 단부 상에 구성되고, 이 체결부품은 동시에 플레인 베어링의 일부를 형성한다. 이 체결부품은 순환적으로 고정된 식으로 방향타 축에 연결되어 있다. 한편 방향타 축 속으로의 힘(토크) 유입은 체결부품에 연결된 방향타 레버를 통해 이 체결부품에서 수행되고 그러나 또 한편 이 체결부품은 또한 수중운송수단 안에 견고하게 배치된 플레인 베어링의 바깥 베어링 부쉬에 접촉표면을 형성한다. 이와 같은 식으로, 지금까지 방향타 축의 외측 상에 배치되어 있었던 플레인 베어링 탑재를 위한 별도의 탑재 링은 더 이상 필요 없게 된다. 더욱 이점 있는 것으로서, 방향타 축의 탑재는 물론 방향타 축 속으로의 힘 전달 또는 유입은 수중운송수단 내에 배치된 방향타 축의 단부의 직접 근처에서 수행된다. 이것은 본 발명에 따른 방향타 장치의 매우 소형 설계를 허용하고 특히 방향타 장치들이 방향타 블레이드의 예외와 함께 잠수함의 내압선각과 내압선각의 밖에 배치된 외선각 사이의 비교적 가깝게 구축된 중간 공간 안에 통상적으로 배치되는 뎁스(depth) 방향타들로서 사용될 수 있는 잠수함에 적합하다.

체결부품은 통상적으로 한편으로 좋은 강도 특성을 갖고 다른 한편으로는 좋은 베어링 성질을 갖는 물질로 설계된다. 이 체결부품은 바람직하게는 강철로 설계된다. 체결부품을 둘러싸고 있는 베어링 부쉬의 탑재 표면들은 알려진 방식, 예를 들면 소결된 금속, 세라믹, 그라파이트 또는 플라스틱으로 설계될 수 있다.

이점 있는 것으로서, 이 체결부품은 접착성 있는 또는 본드 접합에 의해 방향타 축에 연결될 수 있다. 따라서, 이 방향타 축 및 체결부품은, 그들이 적절한 접착에 의해 물질결합으로 서로 연결되는, 가능한 한 접촉영역이 큰-표면으로서 적어도 하나의 공통부를 포함한다.

이것과는 달리, 그것은 또한 예를 들면 리벳, 핀 또는 체결 볼트와 같은 형상결합소자들에 의해 체결부품을 방향타 축에 연결하는 것이 유용하게 될 수 있다. 이것을 위하여, 요홈들 및/또는 개구들이 방향타 축은 물론 체결부품 상에 통상적으로 제공되고, 여기서 형상결합소자는 체결부품 상에 형성된 요홈 또는 개구와 방향타 축 상에 형성된 요홈 또는 개구 속으로 동시에 접촉한다. 체결부품가 방향타에 본드접착되어 진 설계가 이점이 있고, 여기서 체결부품 및 방향타 축의 접착연결은 상기에서 언급한 형태의 형상결합소자들로 추가적으로 안전화된다.

체결부품은 이점 있는 것으로서 그 위에 방향타 레버가 형상결합으로 고정되는 결합구를 포함하고 있다. 이 결합구는 바람직하게는 방향타 축의 확장 영역 내의, 즉 방향타 축의 단부 뒤 방향타 축의 종축방향으로, 체결부품상에 형성되고, 여기서 그것은 바람직하게는 방향타 축의 축에 동일하게 돌출한다. 이 방향타 축은 예를 들면 결합구 상에 플랜지될 수 있다.

바람직하게는, 이 결합구는 방향타 축으로부터 떨어져 있는 체결부분의 단부에서 돌출하는 비-순환적-대칭적인 그리고 바람직하게는 다각형의 단면을 갖는 돌출부에 의해 형성된다. 이 돌출부는 이점 있게 방향타 레버 상에 형성되고 그 단면이 돌출부의 단면과 일치하는 요홈 또는 개구속으로 접촉한다. 이와 같은 식으로, 방향타 레버는 그것의 회전방향으로 체결부품상에 형상결합으로 체결된다.

바람직하게는, 수중운송수단 내에 배치된 방향타 축의 적어도 하나의 단부는 통공식으로 설계되어 있다. 바람직하게는, 방향타 축의 단면에 보완적이고 그 속으로 방향타 축이 접촉하는 환형 홈이 체결부품상에 이 단부 안의 방향타 축의 외부 직경 및 내부 직경에 대응하는 식으로 형성되고, 거기서 방향타 축은 통상적으로 원통형식으로 설계된다. 이와 같이, 방향타 축의 내벽은 물론 외벽은 체결부품과 접촉표면을 형성하고, 접촉표면들 상에서 이 방향타 축이 접착성 접합에 의해 체결부품에 접합 될 수 있고, 이것은 특히 방향타 축 및 체결부품의 안전한 접합을 보장한다.

더욱 바람직하게는, 환형 홈의 한계를 정하는 외벽 및 환형 홈의 한계를 정하는 체결부품의 내벽은 물론 방향타 축은 각각 형상결합소자를 수용하기 위한 적어도 하나의 개구를 포함하고, 이 개구는 그들의 위치 및 단면에 일치한다. 환형 홈의 한계를 정하는 외벽들 및 내벽들 상에 형성된 개구들은 체결부품을 통해 방사상 방향으로 확장하고 있다. 이것과 일치하는 식으로, 방향타 축 상에 형성된 적어도 하나의 개구 또한 방향타 축을 통해 방사상으로 확장하고 있다. 만약 이 방향타 축이 체결부품상에 형성된 환형 홈 속으로 접촉하고 그리고 방향타 축이, 외벽 상의 적어도 하나의 개구, 내벽 상의 적어도 하나의 개구 및 방향타 축상의 적어도 하나의 개구가 서로 일렬로 배열되는 식으로, 환형 홈 내에 배열된다면, 그때는 그들이 함께 방향타 축을 그것의 종축 방향으로 체결부품상에 고정하는 형상결합소자용 긴 수용공간을 형성한다. 이 방향타 축은 체결부품의 환형 홈의 한계를 정하는 측벽들과 함께 형상결합에 의해 방사상 방향으로 체결부품상에 고정된다.

본 발명의 수중운송수단용 방향타 장치는 방향타 축의 제조가 간편하고 제조비용이 저감되며, 탑재 링이 방향타 축의 단부까지 비교적 큰 거리에서 배치되어 져야만 하는 종래기술의 단점들을 제거하는 효과가 있다.

도 1은 잠수함의 방향타 장치에 대한 부분 절개된 측 단면도,
도 2는 도 1에 따른 방향타 장치의 체결부품에 대한 단면도, 및
도 3은 도 2에 따른 체결부품의 평면도이다.

이하에서 본 발명을 하나의 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 미 도시의 잠수함의 내압선각에서 떨어진 외측 상에 배치된 외선각(2)을 갖는 잠수함의 외선각 영역을 보여주고 있다. 외선각(2) 상에는 하나의 개구(4)가 형성되어 있다. 이 개구(4)를 통해 파이프 또는 관(6)이 잠수함의 외선각(2) 및 내압선각 사이의 중간 공간 속으로 도입된다.

이 관(6)은 방향타 장치(10)의 스페이드 고무로 된 방향타 축(8)을 위한 방향타 트렁크를 형성하고, 이 방향타 축은 도 1에서 점선으로 도시되어 있다. 이 방향타 축(8)은 섬유복합재료로부터 형성되어 있다. 또한 섬유복합재료로부터 형성된 방향타 블레이드(12)가 외선각(2)의 바깥에 배치된 방향타 축(8)의 영역 상에 배치되어 있다. 여기서, 바깥 단부영역으로 원뿔꼴로 테이퍼진 원통형 방향타 축(8)은 방향타 블레이드(12)상에 형성된 개구 속으로 접촉하고 방향타 축(8)의 치수와 일치한다. 거기에, 이 방향타 축(8)은 접착접속에 의한 물질결합으로 방향타 블레이드(12)에 접합된다.

이 방향타 축(8)은 관(6) 내에 회전가능하게 움직일 수 있는 식으로 탑재되어 있다. 이것을 위하여, 방사상의 플레인 베어링(14) 및 이것으로부터 떨어져 있는 단부에 또 다른 방사상의 플레인 베어링(16)이 외선각의 개구(4)를 통해 안내되는 단부영역내의 관(6) 내에 배치된다. 방향타 축(8)은 플레인 베어링(14)의 베어링 부쉬 내에 위치된 영역에 금속으로 된 케이싱이 제공된다. 방향타 축(8)의 탑재는 방향타 블레이드(12)로부터 떨어져 있는 방향타 축(8)의 단부 상에 체결된 체결부품(18)에 의해 플레인 베어링(16)의 베어링 부쉬 내에서 수행된다. 플레인 베어링들(14 및 16)의 베어링 부쉬들은 바람직하게는 플라스틱으로 설계된다.

체결부품(18)은 강철로 설계된다. 그것은 외부직경이 플레인 베어링(16)의 베어링 부쉬의 내부직경과 일치하는 원통형 부분(20)을 포함한다. 체결부품(18)의 이 부분(20)은 플레인 베어링(16)의 일부를 형성한다. 체결부품(18)의 종축(A) 방향으로 확장하고 있는 돌출부(24)는 이 부분(20)의 단-측(22) 상에 형성된다. 이 돌출부(24)는 필수적으로 사각단면부를 가지며, 여기서 단면부 영역은 체결부품(18)의 부분(20)의 것보다 더 작다.

전체 체결부품(18)을 통한 종축(A)의 방향으로 확장하고 있는 개구(26)가 체결부품(18) 상에 형성되어 있다. 부분(20)의 단-측(28)으로부터 출발하는 식으로, 개구(26)는 첫 번째 어깨부(30) 및 뒤이은 어깨부(32)의 형성중에 테이퍼져 있다.

어깨부(30)의 전체 가장자리를 둘러싼 환형홈(34)이 바깥측 상의 방사상으로 어깨부(30) 상에 형성되어 있다. 이 환형홈(34)의 외부직경은 기본적으로 그것의 원통형 부분 내의 방향타 축(8)의 외부직경과 일치하고, 그 폭은 기본적으로 방향타 축(8)의 벽 두께와 일치한다. 방향타 축(8)은 환형홈(34)속으로 접촉하고, 여기서 전체 주변에 걸쳐 설치된 접착 층(36)이 그것의 바깥측 표면상에 제공되고 따라서 체결부품(18)에 형상결합으로 접속된다.

8개의 개구들(38)이 체결부품(18)의 부분(20)의 바깥주변에 걸쳐 균일하게 배분되는 식으로 형성되어 있고, 이들 개구들은, 부분(20)의 바깥주변으로부터 출발하는 식으로, 외측 상에 환형홈(34)의 한계를 정하는 외벽(40)을 통해 그리고 내 측 상에 환형홈(34)의 한계를 정하는 내벽(42)을 통하여, 개구(26)까지 방사상으로 확장하고 있다.

방향타 축(8)의 외벽을 통해 방사상으로 확장하고 있는 8개의 개구들(44)은 개구들(38)에 일치하는 식으로 방사상으로 축(8) 상에 형성되어 있다. 따라서 방향타 축(8)은 그 상에 형성된 개구들(44)이 부분(20) 상에 형성된 개구들(38)과 나란하게 되도록 체결부품(18)의 환형홈(32) 속으로 접촉하고, 따라서 개구들(38 및 44) 각각은 공통개구를 갖는다. 도면에 도시되지 않은 핀들의 형태로 된 형상결합소자들이 이들 개구들 속으로 삽입되고, 따라서 체결부품(18)은 접착연결에 추가적으로 형상결합에 의해 방향타 축(8) 상에 고정된다.

도 3으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 체결부품(18) 상에 형성된 돌출부(24)는 기본적으로 사각단면부를 갖는다. 이 돌출부(24)는 체결부품(18)에 체결된 방향타 레버(46)용 결합구로서 역할을 한다(도 1). 이 방향타 레버(46)는 도면에 도시되지 않은 선형구동기에 의해 그리고 그것은 바람직하게는 유압실린더와 함께 체결부품(18)의 종축(A)을 중심으로 회전가능하다. 그것은 단면부가 돌출부(24)의 단면부와 일치하는 개구를 갖는다. 체결부품(18)의 돌출부(24)는 방향타 레버(46)의 개구 속으로 접촉하고, 이것은 방향타 레버(46)가 형상결합과 함께 그것의 회전방향으로 체결부품(18)에 연결된다는 것을 의미한다.

2: 외선각 4: 개구
6: 관 8: 방향타 축
10: 방향타 장치 12: 방향타 블레이드
14, 16: 플레인 베어링 18: 체결부품
20: 부분 22, 28: 단-측
24: 돌출부 26: 개구
30, 32: 어깨부 34: 환형홈
36: 접착 층 38: 개구
40: 외벽 42: 내벽
44: 개구 46: 방향타 레버
A: 종축

Claims

수중운송수단의 외벽을 통해 안내되고 섬유복합재료로부터 형성된 방향타 축(8)이 수중운송수단 내의 플레인 베어링(16) 안에 탑재되고 방향타 축(8)의 종축에 대해서 회전가능하게 방향타 레버(46)에 움직이게 결합 된 스페이드 방향타를 갖는 수중운송수단용 방향타 장치(10)에 있어서, 방향타 레버(46)를 위한 체결부품(18)이 수중운송수단 내에 배치된 방향타 축(8)의 단부 상에 구성되고, 상기 체결부품은 플레인 베어링(16)의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 수중운송수단용 방향타 장치.
제 1항에 있어서, 체결부품(18)은 본딩 접착에 의해 방향타 축(8)에 연결되는 것을 특징으로 하는 수중운송수단용 방향타 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 체결부품(18)은 형상결합소자들에 의해 방향타 축(8)에 연결되는 것을 특징으로 하는 수중운송수단용 방향타 장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 체결부품(18)은 그 위에 방향타 레버(46)가 형상결합으로 고정되는 결합구를 갖는 것을 특징으로 하는 수중운송수단용 방향타 장치.
제 4항에 있어서, 상기 결합구는 비-순환 대칭형, 바람직하게는 다각형 단면부를 갖는 돌출부(24)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 수중운송수단용 방향타 장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 수중운송수단 내에 배치된 방향타 축(8)의 적어도 일 측 단부 영역은 그 속에서 방향타 축(8)이 접촉하는 오목한 식 및 환형 홈(34)으로 설계되고 체결부품(18) 상에 형성되며, 상기 환형 홈(34)은 이 부품과 일치하는 것을 특징으로 하는 수중운송수단용 방향타 장치.
제 6항에 있어서, 환형 홈(34)의 한계를 정하는 외벽(40) 및 환형 홈(34)의 한계를 정하는 체결부품(18)의 내벽(42), 그리고 방향타 축(8)은 각각, 형상결합소자를 수용하기 위하여, 그들의 위치 및 그들의 단면부에 대하여 서로 일치하는 적어도 하나의 개구(38, 44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중운송수단용 방향타 장치.