KR20130043070A - 선박을 조종하기 위한 장치 - Google Patents

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KR20130043070A
KR20130043070A KR1020120115124A KR20120115124A KR20130043070A KR 20130043070 A KR20130043070 A KR 20130043070A KR 1020120115124 A KR1020120115124 A KR 1020120115124A KR 20120115124 A KR20120115124 A KR 20120115124A KR 20130043070 A KR20130043070 A KR 20130043070A
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KR1020120115124A
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헤닝 쿨만
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베커 마린 시스템즈 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

방향타 트렁크(10) 및 수용 샤프트(11)를 포함하는 선박을 조종하기 위한 장치(100)를 제공하기 위해, 상기 방향타 트렁크(10)의 제 1 부분(12)은 중간 공간(14)이 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)과 상기 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이에 있는 방식으로 수용 샤프트(11)에 배치되고, 상기 방향타 트렁크(10)의 제 2 부분(13)은 상기 수용 샤프트(11)로부터 돌출하며, 상기 중간 공간(14)은 적어도 약간의 면적들로 연결 수단(15)으로 충진되고, 상기 연결 수단(15)은 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)을 클램핑 높이(16, 16a)에 걸쳐 클램핑하며, 선박을 조종하기 위한 장치를 제조하기 위한 방법을 제공하기 위해, 방향타 트렁크(10)에 대한 제조 비용이 감소되고, 상기 방향타 트렁크(10)의 설치 공정이 간략화되며, 상기 연결 수단(15)은 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)을 상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17)에 연결하는 것이 제안되고, 상기 연결 수단(15)은 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)의 전체 둘레의 주위에 배치되며, 상기 연결 수단(15)은 적어도 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 하단 영역(18) 및 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상단 영역(19)에 배치되고, 상기 클램핑 높이(16, 16a)와 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 2 부분(13) 사이의 길이 비율은 적어도 1, 바람직하게는 1 내지 3, 특히 바람직하게는 1 내지 2이다.

Description

선박을 조종하기 위한 장치{Device for manoeuvring a watercraft}
본 발명은 방향타 트렁크 및 수용 샤프트를 포함하는 선박을 조종하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 선박용 조종 장치를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
큰 방향타들의 탑재, 예를 들면, 화물선들 또는 컨테이너선들에서 소위 방향타 트렁크들은 일반적으로 구입된 컴포넌트들 또는 적지 않은 크기의 조선소-제조된 컴포넌트들과 같은 구조적인 컴포넌트들로 달성된다. 그 결과, 방향타 시스템의 방향타 트렁크는 러더 스톡(rudder stock)을 탑재하기 위해, 및 타력들(rudder forces)을 선박으로 전달하기 위해 사용된다. 방향타 트렁크에서의 러더 스톡의 탑재는 플레인 베어링 부싱(plain bearing bushing)으로서 설계되는 소위 넥 베어링(neck bearing)에 의해 달성될 수 있다. 이러한 베어링 부싱들은 일반적으로 방향타 트렁크의 하부에 삽입된다. 게다가, 예를 들면, 방향타 트렁크의 상단 또는 방향타 엔진에 위치되는 제 2 베어링이 설치될 수 있다. 방향타 트렁크들은 러더 스톡의 결과로 초래된 힘들 및 모멘트들을 선박 안으로 도입하기 위해 기존의 선박의 선미 구조체 안으로 도입된다.
윤활유에 대한 비용을 최소화하고 환경을 보호하기 위해 소위 해수 급유를 제공하는 것이 더 알려져 있다. 해수 급유를 제공함으로써, 그리스를 사용하지 않고 방향타 트렁크에서의 베어링 지점들에 윤활유를 바르는 것이 가능하다. 해수 급유를 통한 물의 침투가 배 안으로 유입하지 않는 것을 보장하기 위해, 방향타 트렁크는 밀봉 시스템을 포함해야 한다. 이러한 밀봉 시스템은 일반적으로 방향타 엔진 데크 아래에 위치되며, 그에 의해 러더 스톡을 방향타 트렁크쪽으로 밀봉한다. 더욱이, 방향타 트렁크 자체는 선미 안으로의 물의 유입을 방지하기 위해 방수의 방식으로 용접된다.
종래의 구조들에서, 방향타 트렁크는 연속적인 강철 관으로 설계된다. 일반적으로, 강철 관 또는 방향타 트렁크는 용접에 의해 배 구조체에 연결된다. 이러한 다양한 연결을 위해, 플레이트들 및 지주들은 힘들의 충분한 도입을 보장하도록 방향타 트렁크에 접착되어야한다. 이러한 연결 플레이트들은 트렁크의 신속한 설치 및 정확한 정렬을 보장하기 위해 조선소에서 선미 부분에 설치되는 이러한 장치들, 예를 들면, 연결 플레이트들에 정확하게 일치해야 한다. 그러나, 용접 동안 열의 높은 도입 및 결과로 초래된 용접 왜곡의 결과로서, 정확한 위치는 항상 보장되지 않는다. 게다가, 구조체가 결과로 초래된 타력들을 배 구조체 안으로 도입할 수 있고, 너울, 좌초 등과 같은 외부에서 작용하는 힘들에 관하여 충분한 안전성을 가짐이 보장되어야 한다.
방향타 시스템의 다른 컴포넌트들에 비하여, 방향타 트렁크는 설치가 선미 부분의 제 1 부설(laying)로 달성된 이후 비교적 일찍 조립을 위해 준비되어야 한다. 게다가, 더 큰 화물선들 또는 컨테이너선들에 대한 방향타 트렁크들은 매우 큰 무게 및 큰 길이를 갖는다. 예를 들면, 큰 컨테이너선에 대해, 강철, 또는 소위 강철 트렁크로 이루어진 방향타 트렁크는 10 m를 넘는 길이 및 약 20 톤의 무게를 가질 수 있다. 이러한 강철 트렁크의 큰 길이 및 큰 무게의 결과로서, 방향타 트렁크의 제작은 높은 재료 비용과 관련된다. 게다가, 높은 운송 및 저장 비용은 큰 치수들 및 큰 무게의 결과로서 고려되어야 한다.
도 1은 종래의 기술로부터 알려지고 일반적으로 사용되는 바와 같은 방향타 트렁크(9)를 도시한다. 도 1의 방향타 트렁크(9)는 방향타 시스템에 대해 설계된다. 방향타 트렁크(9)의 길이는 그것이 방향타 중심에서 방향타 엔진 데크까지의 거리에 대응하는 방식으로 정의된다. 일반적으로, 방향타 트렁크(9)는 2개의 개별 부품들로 제조된다. 방향타 트렁크(9)의 상부의 기능은 특히, 선박, 예를 들면, 배를 밀봉하는데 있다.
복수의 연결 수단들, 예를 들면, 지주들 및/또는 연결 플레이트들(25)은 방향타 트렁크(9) 상에 설치된다. 이러한 연결 수단들은 방향타 트렁크(9)를 배 구조체 또는 선박 몸체(여기서 미도시), 특히, 선미의 구조체에 연결하기 위해 사용된다. 일반적으로, 이러한 연결 수단들은 선박 몸체 또는 배 구조체의 부품들에 용접된다.
강철로 이루어진 일반적인 방향타 트렁크들에 더하여, 이는 배 구조체에 용접에 의해 연결되는데, 방향타 트렁크는 배 구조체가 용접에 의해 연결되지 않고, 소위 트렁크 관에 삽입되며 그 다음 주조 또는 접합되는 유럽 특허 EP 제 2 033 891 B1 호로부터 이미 알려져 있다. 이러한 경우, 방향타 트렁크는 강철로 이루어지지 않고, 섬유질 조성물 재료로 이루어진다.
본 발명의 목적은 선박을 조종하기 위한 장치 및 선박을 조종하기 위한 장치를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것인데, 여기서, 방향타 트렁크(9)에 대한 제조 비용은 공지된 방향타 트렁크들에 비하여 감소되고, 설치 공정은 단순화된다.
이러한 목적은 청구항 1항에 특징들에 따른 선박을 조종하기 위한 장치 및 청구항 17의 특징들에 따른 선박용 조종 장치를 제조하기 위한 방법에 의해 해결된다.
이에 따르면, 선박을 조종하기 위해 위에 명시된 장치는 방향타 트렁크 및 수용 샤프트를 포함한다. 방향타 트렁크의 제 1 부분, 상부는 수용 샤프트에 배치되고, 방향타 트렁크의 제 2 부분, 하부는 수용 샤프트로부터 하방으로 돌출한다. 용어들 "윗면(top)" 또는 "상부(upper)" 및 "바닥(bottom)" 또는 "하부(lower)"는 선박에 조립되는 경우, 방향타 트렁크의 상태에 관한 것이다. 이러한 맥락에서, 방향타 트렁크는 방향타 트렁크의 제 1 부분 또는 상부와 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간이 있는 방식으로 배치된다. 중간 공간은 적어도 어떤 면적들로 연결 수단으로 충진되는데, 여기서, 연결 수단은 방향타 트렁크의 제 1 부분을 클램핑 높이에 걸쳐 클램핑한다. 이러한 경우, 연결 수단은 방향타 트렁크의 제 1 부분 또는 상부를 방향타 트렁크의 제 1 부분의 전체 둘레에 걸쳐 수용 샤프트의 벽에 연결하는데, 여기서, 연결 수단은 적어도 클램핑 높이의 하단 영역 및 상단 영역에 배치된다. 그 결과, "클램핑 높이"는 방향타 트렁크가 수용 샤프트에 클램핑되거나, 방향타 트렁크가 수용 샤프트의 벽에 연결되는 높이로서 이해될 것이다. 연결 수단이 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이를 방향타 트렁크의 전체 둘레에 걸쳐 연결하기 위해, 중간 공간은 그에 따라 방향타 트렁크의 전체 둘레 주변에 구성되어야 한다. 따라서, 클램핑 높이는 연결 수단이 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이에 배치되는 최저 영역에서 연결 수단이 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이에 배치되는 최고 영역까지 포괄한다. 동시에, 연결 수단이 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이에 배치되는 최상과 최저 단부 영역 사이의 중간 공간은, 이러한 경우, 또한 비워질 수 있거나, 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이에 배치된 임의의 연결 수단이 없을 수 있고, 그에 따라 자유 공간을 포함할 수 있다. 예를 들면, 연결 수단이 2개의 영역들, 클램핑 높이의 최저 영역 및 최상 영역에만 설치되고, 자유 공간이 이러한 2개의 영역들 사이에 설치되는 것이 실현 가능하다. 클램핑 높이의 최저 영역은, 예를 들면, 수용 샤프트가 바닥에서 종단(end) 또는 완료(terminate)되고, 방향타 트렁크가 수용 샤프트로부터 하방으로 돌출하는 영역이다. 클램핑 높이의 최상 영역은, 예를 들면, 수용 샤프트 내의 방향타 트렁크가 윗면에서 종료되는 영역이다. 그 결과, 이러한 클램핑 높이의 상부 영역은 선박의 조종 장치의 방향타 엔진 데크 아래에 내장(built-in) 상태로 놓인다. 예를 들면, 방향타 트렁크는 수용 샤프트에서 수용 샤프트의 절반 높이에 걸쳐 배치될 수 있을 것이다. 이러한 경우, 연결 수단이 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이에 배치되는 클램핑 높이의 최상 영역은 거의 수용 샤프트 전부의 절반 높이에서 위치될 것이다. 게다가, 그러나, 방향타 트렁크는 수용 샤프트에서 더 작은 또는 더 큰 높이에 걸쳐 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 방향타 트렁크의 제 2 부분에 대한 클램핑 높이의 길이 비율은 적어도 1이다. 그 결과, 수용 샤프트에 클램핑되거나, 수용 샤프트의 벽에 연결 수단에 의해 연결되는 방향타 트렁크의 영역은 적어도 수용 샤프트로부터 하방으로 돌출하는 방향타 트렁크의 부분만큼 길다. 바람직하게는, 클램핑 높이는 방향타 트렁크의 하방으로 돌출한 부분의 길이만큼 적어도 동일한 길이 및 최대 3배이다. 방향타 트렁크의제 2 부분에 대한 클램핑 높이의 비율은 1 내지 2인 것이 더 바람직하다. 이러한 경우, 클램핑 높이는 적어도 방향타 트렁크의 제 2 부분만큼 길지만, 방향타 트렁크의 제 2 부분의 길이만큼의 최대 2배이다.
특히, 클램핑 높이의 하단 영역 및 클램핑 높이의 상단 영역에서의 연결 수단의 설치 및 수용 샤프트로부터 하방으로 돌출하는 방향타 트렁크의 부분, 방향타 트렁크의 제 2 부분에 대한 클램핑 높이의 본 발명에 따른 길이 비율은 방향타 트렁크의 제조 비용이 종래의 방향타 트렁크들에 비하여 상당히 감소될 수 있는 장점을 갖는다. 방향타 트렁크를 수용 샤프트의 벽에 연결하기 위한 연결 수단이외에는, 방향타 트렁크를 배 구조체에 연결하기 위한 추가 장치들이 필요 없다. 수용 샤프트는 본 발명에 따른 방향타 트렁크의 치수들에 기반하여 조선소에서 배 구조체에 또는 이러한 목적을 위해 설치된 선박 몸체의 영역에 이미 설치되거나 통합된다. 게다가, 설치 공정은 결과적으로 단순화된다. 예를 들면, 공지된 방향타 트렁크들과 반대로, 본 발명에 따른 장치에서, 방향타 트렁크는 더 이상 방향타 시스템에서 설치를 위해 너무 일찍 제공될 필요가 없다. 본 발명에 따른 장치에서, 예를 들면, 방향타 트렁크의 치수들 및 공차들을 제공하고, 조선소에서 선미 구조체의 건설시에 수용 샤프트를 선미 부분에 단지 설치하는 것이 충분하다. 방향타 트렁크의 실체 설치는 본 발명에 따른 장치에 의해 추후에 달성될 수 있다.
연결 수단은 바람직하게는 접착제 접합(adhesive bonding)을 위한 수단을 포함한다. 결과적으로, 방향타 트렁크는 수용 샤프트의 벽에 점착성 있게 접합된다. 방향타 트렁크는 그에 따라 수용 샤프트의 벽과 접착제 연결된다. 연결 수단은 접착제 속성들을 갖는 임의의 연결 수단으로 구성될 수 있다. 여기서, 그것은 수지 또는 에폭시-기반 주조 재료들을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들면, 연결 수단은 에포케스트(Epocast)와 같은 에폭시 수지 또는 예를 들면, Belzona?와 같은 다른 조립 접착제를 또한 포함할 수 있을 것이다. 연결 수단은 바람직하게는 수지 및 경화제로 혼합된다. 그 결과, 연결 수단은 이성분계를 포함한다. 연결 수단이 Belzona? 5811로 구성되는 것이 특히 바람직하다. Belzona? 5811은 연결 수단으로 Belzona? 5811을 사용함으로써, 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이의 공극(gap) 또는 중간 공간의 적절한 밀봉이, 특히 이러한 중간 공간의 상단 및 하단 영역들에 제공되도록 충분하게 우수한 접착제 속성들을 갖는다. 따라서, 연결 수단은 바람직하게는 매우 높은 접착제 속성들을 갖기 때문에, 본 발명에 따른 장치는 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간의 영역에서 공극 부식하는 경향이 없고, 그 결과, 연결 수단은 이미 해수에 대하여 밀봉의 역할을 한다.
연결 수단이 전체 클램핑 높이에 걸쳐 연속적으로 배치되는 것이 더 바람직하다. 그 결과, 이러한 실시예에서, 중간 공간 또는 자유 공간은 연결 수단에 의해 충진되지 않는 클램핑 높이의 하단 영역과 상단 영역 사이에 설치되지 않는다. 따라서, 방향타 트렁크의 제 1 부분은 연결 수단에 의해 전체 클램핑 높이에 걸쳐 완전하게, 즉, 방향타 트렁크의 제 1 부분의 전체 둘레에 걸쳐 둘러싸여 지고, 그 결과, 전체 클램핑 높이에 걸쳐 수용 샤프트의 벽에 완전하게 연결된다.
방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간이 적어도 클램핑 높이의 절반에 걸쳐 일정한 간격을 갖는 것은 또한 바람직하다. 방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간이 적어도 높이의 2/3에 걸쳐 또는 매우 바람직하게는 적어도 클램핑 높이의 3/4에 걸쳐 일정한 간격을 갖는 것은 특히 바람직하다. 이론상으로, 수용 샤프트 또는 수용 샤프트의 벽은 임의의 가능한 형태의 샤프트를 가질 수 있다. 예를 들면, 수용 샤프트는 리프트 샤프트(lift shaft)의 형태로 구성될 수 있을 것이고, 따라서 적어도 4개의 벽들 또는 면들에 의해 서로 비스듬하게 형성될 수 있을 것이다. 그러나, 바람직하게는 수용 샤프트는 적어도 전체 클램핑 높이에 걸쳐 원통형의 형상을 갖는다. 그 결과, 수용 샤프트는 바람직하게는 클램핑 높이의 각 영역에서 원형 단면을 갖는다. 클램핑 높이의 영역에서 수용 샤프트의 원통형 실시예의 결과로서, 방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간의 간격은 적어도 클램핑 높이의 절반에 걸쳐 일정할 뿐만 아니라, 그와 반대로, 완전하게, 즉, 방향타 트렁크의 전체 둘레에 걸쳐 일정하다. 방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간의 간격은, 예를 들면, 2 ㎜ 내지 50 ㎜이다. 간격은 바람직하게는 5 ㎜ 내지 30 ㎜이고, 특히 바람직하게는 간격은 10 ㎜ 내지 20 ㎜이다. 클램핑 높이의 대부분에 걸쳐 비교적 작은 간격 및 일정한 간격은 필요한 연결 수단의 양이 비교적 작게 유지될 할 수 있는 장점을 갖는다.
가장 큰 휨 모멘트가 스케그 바닥의 영역, 즉, 스케그의 하부 에지 또는 수용 샤프트의 하단 영역에서 발생하기 때문에, 클램핑 높이의 하단 영역에 성형(shaping)을 제공하는 것이 바람직하다. 그 결과, 클램핑 높이의 하단 영역에서의 중간 공간은 클램핑 높이의 상단 영역에서보다 큰 간격을 갖는다. 따라서, 방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용의 벽 사이의 중간 공간은 클램핑 높이의 적어도 75%에 걸쳐, 특히 바람직하게는 클램핑 높이의 적어도 90%에 걸쳐 일정한 간격을 갖고, 클램핑 높이의 하단 영역에서만 더 큰 간격을 갖는 것이 바람직하다. 매우 바람직하게는 간격은 윗면에서 바닥으로 본 경우 클램핑 높이의 하단 영역에서 증가한다. 수용 샤프트의 가장 간단한 가능한 구성을 달성하기 위해, 클램핑 높이의 하단 영역에서의 간격은 윗면에서 바닥으로 본 경우 선형적으로 증가한다. 그 결과, 수용 샤프트의 하단 영역에서의 수용 샤프트의 벽은 외부로 기울어지거나, 방향타 트렁크로부터 멀어지게 향한다. 적어도 클램핑 높이의 하단 영역에서, 수용 샤프트는 그에 의해 뒤집힌 깔때기의 형상을 갖는다. 전형적으로, 클램핑 높이의 하단 영역에서의 간격은 15 ㎜ 내지 100 ㎜이다. 클램핑 높이의 하단 영역에서의 중간 공간의 간격이 클램핑 높이의 상단 영역에서보다 크기 때문에, 응력 피크들은 방지될 수 있다.
클램핑 높이의 상단 영역에서의 방향타 트렁크의 벽 두께는 클램핑 높이의 상단 영역에서보다 작은 두께를 갖는 것이 더 바람직하다. 바람직하게는, 방향타 트렁크의 외경은 전체 클램핑 높이에 걸쳐 실질적으로 일정하다. 그 결과, 클램핑 높이의 상단 영역에서의 방향타 트렁크의 내경은 바람직하게는 클램핑 높이의 하단 영역에서보다 크다. 따라서, 방향타 트렁크의 벽 두께는 테이퍼링(tapering)을 갖는데, 여기서, 방향타 트렁크의 벽 두께의 테이퍼링은 바닥에서 윗면으로 향하고, 바닥에서 윗면으로 본 경우 방향타 트렁크의 내경의 연속한 확대에 의해 달성된다. 이는 방향타 트렁크의 제조를 위한 재료가 또한 절감될 수 있는 장점을 갖는다. 게다가, 상단 영역에서의 방향타 트렁크의 벽 두께의 테이퍼링의 결과로서, 방향타 트렁크는 종래의 방향타 트렁크들 또는 일정한 벽 두께를 갖는 방향타 트렁크에 비하여 더 작은 무게를 갖는다. 힘의 가장 큰 도입 및 특히 가장 큰 휨 모멘트가 클램핑 높이의 하단 영역에서 발생하기 때문에, 그럼에도 불구하고, 방향타 트렁크가 이러한 영역에서 충분하게 큰 벽 두께를 갖는 것이 보장된다. 방향타 트렁크의 벽 두께의 테이퍼링은 방향타 트렁크의 외경의 변형에 의해서가 아니라 내경의 확대를 통하여 달성되기 때문에, 방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간의 간격은 방향타 트렁크의 테이퍼링에도 불구하고 비교적 간단한 방식으로 일정하게 유지될 수 있다.
방향타 트렁크는 방향타 트렁크를 선박 또는 수용 샤프트 안에 또는 수용 샤프트의 벽에 연결하기 위한 방향타 트렁크로부터 외부로 돌출하는 임의의 고정 수단, 특히, 고정 플레이트들, 고정 리브들 또는 지주들을 갖지 않는 것이 더 바람직하다. 종래 기술로부터 공지된 방향타 트렁크와 반대로, 본 발명에 따른 방향타 트렁크는 그에 의해 플레이트들 또는 리브들 또는 다른 외부로 돌출하는 고정 수단을 갖지 않는다. 그 결과, 방향타 트렁크는 단지 관, 바람직하게는 강철 관으로 구성된다. 이러한 간단한 구조는 공지된 방향타 트렁크들에서 가능하지 않다.
바람직하게는, 수용 샤프트는 실질적으로 관으로 또는 적어도 클램핑 높이의 전체 영역에서 관 형상의 방식으로 구성된다. 그 결과, 클램핑 높이의 영역에서의 방향타 트렁크는 관, 즉, 수용 샤프트 또는 관 형상의 수용 샤프트에 배치된다. 클램핑 높이의 영역 이외에, 특히 클램핑 높이 위의 영역에서, 수용 샤프트는 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 클램핑 높이 위의 이러한 영역에서, 수용 샤프트는 직사각형 형상에 의해 또는 서로 비스듬하게 배치된 적어도 4개의 면들에 의해 형성될 수 있다. 게다가, 수용 샤프트가 임의의 형상을 갖는 중공체(hollow body)에 의해 이러한 영역에 형성되는 것이 가능할 것이다.
수용 샤프트 또는 수용 샤프트의 벽이 선박 몸체 또는 배 구조체에 견고하게 연결되고, 바람직하게는 용접되는 것이 또한 바람직하다. 이러한 수용 샤프트는 이에 의해 선미 부분의 제조 동안 선박 몸체에서 적절한 위치에 이미 설치된다. 수용 샤프트는 개별 컴포넌트로 제조될 수 있고, 그 다음, 선박 몸체에 삽입되고 연결되거나, 대안적으로 선미 영역에서의 선박 몸체의 플레이트들 또는 지주들의 특정 성형에 의해 선박의 몸체에 걸쳐 또는 플레이트들 또는 지주에 걸쳐 형성될 수 있다. 바람직하게는, 수용 샤프트의 벽은 이러한 방식으로 선박 몸체에 연결되고, 연결 수단을 통하여 수용 샤프트가 방수되는 방향타 트렁크에 연결된다.
적어도 하나의 밀봉하기 위한 수단이 방향타 트렁크의 제 1 부분, 즉, 수용 샤프트에 배치되는 방향타 트렁크의 부분과, 클램핑 높이의 하단 영역에서의 수용 샤프트의 벽 사이에 설치되는 것이 더 바람직하다. 바람직하게는, 밀봉하기 위한 수단은 연결 수단 아래의 클램핑 높이의 하단 영역에 위치된다. 연결 수단은 밀봉하기 위한 수단에 적절하게 직접 접합한다. 다른 측 상에, 또는 연결 수단으로부터 떨어져 직면하는 측에서, 밀봉하기 위한 수단은 스케그 바닥 또는 스케그의 하부 에지 또는 선박 몸체의 하부 에지로 종결한다. 밀봉하기 위한 수단은, 그러나, 스케그의 하부 에지 또는 선박 몸체의 하부 에지 아래에 또한 배치될 수 있을 것이다. 특히 바람직하게는, 밀봉하기 위한 수단은 클램핑 높이의 하부 영역에서 수용 샤프트의 성형의 영역에 배치된다.
밀봉하기 위한 수단은 수용 샤프트가 해수 및 다른 물체들의 유입 대하여 아래로부터 보호하도록 역할을 한다. 게다가, 밀봉하기 위한 수단은, 특히, 연결 수단을 방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간 안으로 도입하는 공정 동안 연결 수단의 임의의 노출 또는 유출을 방지하도록 역할을 한다.
특히 바람직하게는, 밀봉하기 위한 수단은 연결 수단만큼 접착제 접합을 위한 수단을 포함한다. 그 결과, 밀봉하기 위한 수단은 예를 들면, 해수의 유입을 방지하거나 연결 수단의 누출을 방지하도록 역할을 할 뿐만 아니라, 클램핑 높이의 하단 영역에서 수용 샤프트의 벽으로의 방향타 트렁크의 연결을 하도록 또는 접착제 접합하도록 역할을 한다. 그 결과, 이러한 실시예에서, 밀봉하기 위한 수단은 클램핑 높이의 영역에 배치된다. 가장 큰 힘들 또는 휨 모멘트들이 클램핑 높이의 하단 영역에서 특히 발생하기 때문에, 이러한 영역에서, 밀봉하기 위한 수단은 추가적으로 안정성을 증가시키도록 및 결과로 초래된 힘들을 선박 몸체로 전달하도록 역할을 한다. 게다가, 연결 수단은 그에 의해 밀봉하기 위한 수단으로서 제공될 수 있다. 여기서, 밀봉하기 위한 수단은 연결 수단과 유사한 속성들, 특히 접착제 속성들을 갖는다. 바람직하게는, 그러나, 일반적으로 상당히 더 얇은-액체 연결 수단에 비교하여, 밀봉하기 위한 수단은 점성이 있거나 연결 수단보다 빠른 경화 속성들을 갖는다.
방향타 트렁크 및 수용 샤프트의 벽 모두는 강철을 포함하거나, 특히 바람직하게는 강철로 구성되는 것이 또한 바람직하다. 이론상으로, 방향타 트렁크 및 수용 샤프트의 벽은 상이한 재료들로 구성될 수 있을 것이다. 예를 들면, 방향타 트렁크가 섬유질 조성물 재료로 구성되는 것이 구현 가능할 것이고, 여기서, 수용 샤프트의 벽은 강철을 포함하거나, 강철 또는 다른 적절한 재료로 구성된다.
선박용 조종 장치를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
1. 방향타 트렁크를 수용 샤프트에 삽입하는 단계, 여기서, 방향타 트렁크의 제 1 부분은 수용 샤프트에 배치되고, 방향타 트렁크의 제 2 부분은 수용 샤프트로부터 돌출함,
2. 중간 공간이 방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용 샤프트의 벽 사이를 연장하는 방식으로 방향타 트렁크를 수용 샤프트에서 정렬하는 단계, 여기서, 중간 공간은 방향타 트렁크의 제 1 부분의 전체 둘레를 둘러쌈,
3. 연결 수단이 중력에 반하여 도입되고, 연결 수단이 완전하게, 즉, 방향타 트렁크의 제 1 부분의 전체 둘레에 걸쳐, 방향타 트렁크의 제 1 부분을 클램핑 높이에 걸쳐 수용 샤프트의 벽에 연결하는 방식으로 연결 수단을 중간 공간 안으로 도입하는 단계, 여기서, 연결 수단은 적어도 클램핑 높이의 하단 영역 및 상단 영역에 배치됨.
방향타 트렁크를 수용 샤프트에 삽입하는 단계 후에, 방향타 트렁크는 측정 장치에 의해 및 정렬 장치들에 의해 수용 샤프트에서 정렬된다. 정렬 공정 동안 방향타 트렁크를 자유롭게 이동시킬 수 있도록 하기 위해, 그것은, 예를 들면, 강철 케이블들 또는 체인들에 매달린다. 측정 장치는, 예를 들면, 레이저-광학 정렬 시스템들 또는 다른 측정 시스템들을 포함할 수 있다. 실제 정렬을 위해, 예를 들면, 정렬 목적들을 위해 스케그 바닥 아래 또는 스케그의 하부 에지 아래 또는 선박 바닥 아래에서 배 구조체 또는 선체에 연결될 수 있는 조정 유닛들이 사용된다. 이러한 조정 유닛은, 예를 들면, 나사 볼트(threaded bolt)가 안으로 조여지는 강철 블록으로 구성될 수 있다. 방향타 트렁크는 이러한 볼트를 회전시킴으로써 소정의 방향으로 이동된다. 게다가, 소위 리프팅 아이들(lifting eyes)은, 예들 들면, 방향타 트렁크의 하단에, 즉, 방향타 트렁크의 제 2 부분의 하단에 설치될 수 있는데, 이는 수용 샤프트로부터 하방으로 돌출하는 방향타 트렁크의 일부이다. 이들은 강철 케이블들 또는 유사한 장치들로 선체 상의 다른 리프팅 아이들에 고정될 수 있다. 방향타 트렁크는 조정 유닛에 의해 X 및 Y 방향으로 위치되거나 정렬될 수 있다. 방향타 트렁크의 하단에서 강철 케이블들 또는 리프팅 아이들의 도움으로, 설치 높이 및 방향타 트렁크의 각도 또는 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이의 각도는 이러한 케이블들을 늘이거나 줄임으로써 조정될 수 있다. 이러한 2개의 정렬 장치들의 도움으로, 중간 공간의 간격이 클램핑 높이에 걸쳐 실질적으로 일정한 방식으로 방향타 트렁크를 수용 샤프트 내에 정렬하는 것이 가능하다. 리프트 아이들뿐만 아니라 정렬 장치들 모두, 스케그 바닥에서의 조정 유닛들은 바람직하게는 조립 후에 제거된다.
정렬 공정 후에, 연결 수단은 방향타 트렁크 또는 방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간에 중력에 반하여 도입된다. 예를 들면, 연결 수단은 클램핑 높이의 하부 영역에서 중간 공간 안으로 도입되고, 중간 공간에서 상승하는 기둥(column) 또는 중간 공간 안으로 바닥에서부터 윗면으로 도입되는 연결 수단은 모니터링된다. 도입 공정은 연결 수단이 사전에 미리 결정될 클램핑 높이 위의 전체 중간 공간을 채웠으면 중지된다. 대안적으로, 연결 수단은 클램핑 높이의 하부 영역 및 클램핑 높이의 상부 영역에서 개별적으로 도입될 수 있을 것이다.
바람직하게는, 연결 수단을 도입하는 단계 이전에, 방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간은 클램핑 높이의 하단 영역에서 적어도 하나의 밀봉하기 위한 수단들로 밀봉된다. 연결 수단이 도입 동안 액체 또는 점성이 있는 상태이기 때문에, 연결 수단의 도입 공정 동안, 클램핑 높이의 하단 영역에서의 밀봉하기 위한 수단은 도입 동안 연결 수단이 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간으로부터 하방으로 유출되지 않지만, 밀봉하기 위한 수단에 의해 아래로부터 견고하게 고정 또는 위치되고, 그 결과 연결 수단은 위로 상승할 수 있는 것을 보장하도록 역할을 한다. 밀봉하기 위한 수단은, 예를 들면, 밀봉 링 또는 유사한 것일 수 있다. 대안적으로, 밀봉하기 위한 수단은 특히 접착제 속성을 가지며, 점성이 있는 연결 수단으로부터 형성될 수 있을 것이다. 이는 이러한 실시예에서, 밀봉하기 위한 수단은 동시에 클램핑 높이의 하단 영역에서 추가적인 연결 수단의 역할을 하고, 그에 의해 연결 수단의 도입 공정 후에 다시 제거될 필요가 없는 장점을 갖는다. 특히 바람직하게는, 밀봉하기 위한 수단은 연결 수단과 동일하거나 또는 매우 유사한 속성들을 가질 수 있다. 적절하게, 연결 수단과 반대로, 밀봉하기 위한 수단은 연결 수단보다 더 단단하거나 더 점성이 있는 속성을 가지며, 더 빠르게 경화된다.
연결 수단을 도입하는 단계 이전에, 개구는 수용 샤프트의 벽에 설치되는데, 여기서, 개구는 클램핑 높이의 하부 1/3에 배치되는 것이 더 바람직하다. 이러한 경우, 개구는, 예를 들면, 외부에서부터 수용 샤프트 안으로 천공(drill)될 수 있다. 연결 수단을 개구를 통하여 도입한 다음, 수용 샤프트의 이러한 개구는 다시 밀폐되고, 바람직하게는 용접된다. 대안적으로, 개구는 밀봉 수단의 영역에 또한 설치될 수 있다. 개구를 밀봉하기 위한 수단에 직접 설치하는 것이 또한 가능하다.
바람직하게는, 연결 수단은 펌핑 공정에 의해 방향타 트렁크의 제 1 부분과 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간 안으로 펌핑된다. 연결 수단은 그에 의해 바닥에서 윗면으로 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간으로 펌핑된다.
본 발명은 이제 예로서 특히 바람직한 실시예들에 의해 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 도면에서:
도 2는 본 발명에 따른 조종하기 위한 장치의 단면도를 도시하고,
도 3은 본 발명에 따른 조종하기 위한 장치의 일부 영역의 단면도를 도시하며, 여기서, 연결 수단이 전체 클램핑 높이에 걸쳐 연속적으로 배치되고,
도 4는 본 발명에 따른 조종하기 위한 장치의 일부 영역의 추가 단면도를 도시하며, 여기서, 연결 수단은 클램핑 높이의 상단 영역 및 클램핑 높이의 하단 영역에 배치되고,
도 5는 본 발명에 따른 조종하기 위한 장치의 일부 영역의 추가 단면도를 도시하며, 여기서, 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이의 간격은 클램핑 높이의 하단 영역에서 증가한다.
도 2는 본 발명에 따른 선박을 조종하기 위한 장치(100)를 단면으로 도시한다. 종래 기술로부터 알려지고, 도 1에서 도시된 방향타 트렁크(9)와 반대로, 본 발명에 따른 조종하기 위한 장치(100)의 방향타 트렁크(10)는 단지 관으로, 특히, 강철 관으로 구성된다. 도 1의 방향타 트렁크(9)와 비교하면, 방향타 트렁크(10)는 연결 수단을 갖지 않고, 특히, 예를 들면, 고정 플레이트들, 연결 플레이트들(25), 고정 리브들 또는 지주들과 같은 외부로 돌출하는 연결 수단을 갖지 않는다. 본 발명에 따른 선박을 조종하기 위한 장치(100)의 방향타 트렁크(10)는 방향타 트렁크(10)의 상부 부분인 그의 제 1 부분(12)이 수용 샤프트(11)에 배치된다. 방향타 트렁크(10)의 하부 부분인 제 2 부분(13)은 수용 샤프트(11)로부터 하방으로 돌출한다. 수용 샤프트(11)는 어떤 임의의 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 수용 샤프트(11)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그것이 실질적으로 원형 단면을 갖고, 원통의 형상 또는 원통 같은 형상을 갖는 방식으로 구성된다. 수용 샤프트(11)는 방향타 엔진 데크(26)로부터 윗면에서 바닥까지 선미 구조체(27)를 통하여 선미 구조체의 하부 에지까지, 또는 스케그(28)의 하부 에지까지 연장한다. 그 결과, 수용 샤프트(11)는 윗면에서 바닥까지 선미 구조체(27)를 통하여 연장하는데, 여기서, 스케그(28)는 선미 구조체(27)의 일부로서 보인다. 방향타 시스템들에 대한 필요조건에 따라, 방향타 트렁크(10)는 소정의 높이로 수용 샤프트(11) 안으로 도입된다. 본 발명에 따른 선박을 조종하기 위한 장치(100)의 방향타 트렁크(10)는 종래 기술에서 알려진 방향타 트렁크들(9)과 같이 방향타 엔진 데크(26)쪽으로 윗면 정도까지 배치될 필요가 없다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 방향타 트렁크(10)는 그의 제 1 부분(12)이 수용 샤프트(11)에서 스케그(28)의 영역에서만 배치될 수 있다. 그 결과, 방향타 엔진 데크(26)쪽으로 윗면 정도까지의 수용 샤프트(11)에서 방향타 트렁크(10) 위의 부분은 비어있거나, 방향타 트렁크(10)는 수용 샤프트(11)에서 배치되지 않는다.
도 2에 도시된 방향타 트렁크(10)는 연결 수단(15)에 의해 수용 샤프트(11) 안에 부착된다. 그것을 위하여, 연결 수단(15), 예를 들면, 에폭시-기반 주조 재료는 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11) 사이의 중간 공간(14)에 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 연결 수단(15)은 방향타 트렁크(10)의 제 1 부분(12)의 전체 둘레 주변에 방향타 트렁크(10)의 제 1 부분(12)의 전체 높이에 걸쳐 배치될 수 있다. 그러나, 연결 수단(15)을 단지 방향타 트렁크(10)의 제 1 부분(12)의 높이의 일부에만 배치하는 것이 또한 실현 가능할 것이다. 연결 수단(15)이 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14)에 배치되는 높이(도 2의 예시적인 실시예에서, 방향타 트렁크(10)의 제 1 부분(12)의 높이에 또한 대응하는)는 클램핑 높이(16)와 동일하다. 도 2에 도시된 바와 같이, 연결 수단(15)이 전체 클램핑 높이(16)에 걸쳐 배치되고, 그 결과, 방향타 트렁크(10)가 수용 샤프트(11)의 벽(17)에 전체 클램핑 높이(16)에 걸쳐 점착성으로 연결되기 때문에, 균일한 응력 분포는 전체 클램핑 높이(16)에 걸쳐 연결될 부분들 사이의 거의 100% 압력 맞춤(force fit)으로 달성된다. 수용 샤프트(11)로부터 하방으로 돌출하는 부분인 방향타 트렁크(10)의 제 2 부분(13)에 대한 클램핑 높이(16)의 길이 비율은 적어도 1이다. 이는 클램핑 높이(16)가 적어도 방향타 트렁크(10)의 제 2 부분(13)만큼 길다는 것을 의미한다. 그러나, 방향타 시스템에 대한 필요조건들에 따라, 클램핑 높이(16)는 방향타 트렁크(10)의 제 2 부분(13)보다 상당히 길 수 있다. 예를 들면, 클램핑 높이(16)는 방향타 트렁크(10)의 제 2 부분(13)의 길이의 배수일 수 있다. 예를 들면, 클램핑 높이(16)는 수용 샤프트(11)로부터 하방으로 돌출한 방향타 트렁크(10)의 제 2 부분(13)의 길이보다 2배 또는 심지어 3 내지 4배 더 긴 것이 실현 가능하다.
도면들은 축적으로 도시되지 않았지만, 클램핑 높이(16)가 방향타 트렁크(10)의 제 2 부분(13)보다 길다는 것은 도 2에서 명확하게 도시된다.
본 발명에 따른 선박을 조종하기 위한 장치의 수용 샤프트(11)는 조선소에서 제조될 수 있고, 선미 구조체(27)로 설치되거나, 이것 안에 내장, 예를 들면 용접될 수 있다. 본 발명에 따른 선박을 조종하기 위한 장치의 방향타 트렁크(10)는 종래 기술에서 알려지고, 도 1에 예로서 도시된 방향타 트렁크들과 같이, 방향타 엔진 데크(26)와 방향타 중심 사이의 전체 길이 또는 전체 거리에 걸쳐 배치되는 것이 더 이상 반드시 필요하지 않기 때문에, 더 짧은 길이 및 더 낮은 무게를 갖는 방향타 트렁크(10)가 제조될 수 있다. 그 결과, 재료, 수송 및 방향타 트렁크(10)의 처리에 대한 상당한 비용이 절감될 수 있다. 본 발명에 따른 선박을 조종하기 위한 장치(100)의 방향타 트렁크(10)가 배로의 연결을 위한 고정 플레이트들, 또는 리브들, 연결 플레이트들(25) 또는 지주들을 갖지 않지만, 단지 수용 샤프트(11)에 점착성으로 접합되기 때문에, 이와 같은 본 발명에 따른 선박을 조종하기 위한 장치(100)의 제조 및 설치에 대한 비용은 상당하게 감소될 수 있다.
도 3 내지 도 5 각각은 본 발명에 따른 다양한 선박을 조종하기 위한 장치들(100)의 동일 부분 영역을 단면으로 도시한다. 특히, 도 3 내지 도 5는 방향타 트렁크(10)는 그의 제 1 부분(12)이 수용 샤프트(11) 내에 배치되는 영역을 도시한다.
도 3은 방향타 트렁크(10)가 방향타 트렁크의 제 1 부분의 전체 둘레에 걸쳐 수용 샤프트(11) 내의 연결 수단(15)에 의해 전체 클램핑 높이(16)에 걸쳐 연속으로 고정되거나, 수용 샤프트(11)의 벽(17)에 연결되는 것을 도시한다. 도 3에 도시된 변형예에서, 제 1 부분(12)은 수용 샤프트(11) 내부에 배치되는 방향타 트렁크(10)의 일부이며, 클램핑 높이(16)에 대응하는데, 이는 방향타 트렁크(10)가 수용 샤프트(11)에 부착되는 높이이다. 그러나, 방향타 트렁크(10)의 제 1 부분(12)이 클램핑 높이(16)보다 긴 것이 또한 실현 가능할 것이다. 이러한 경우, 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14)에서 연결 수단(15)의 상부 영역은 방향타 트렁크(10)의 상부 에지(35)와 정확하게 종결되지 않을 것이다. 따라서, 방향타 트렁크(10)는 수용 샤프트(11) 내의 일 부분과 자유롭게 배열될 수 있고, 여기서, 클램핑 높이(16)는 선미 구조체(27)의 하부 에지 또는 스케그(28)의 하부 에지(29)에서 시작하고, 방향타 트렁크(10)의 제 1 부분(12)의 상부 에지까지 이르지 않는다. 연결 수단(15)에 펌핑하는 동안, 클램핑 높이(16)의 상단 영역에서 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14)은 일반적으로 펌핑(pumping-in) 공정이 정확한 시간에 정지될 수 있고, 연결 수단(15)은 방향타 트렁크 관 안으로 유동하지 않도록 모니터링된다. 예를 들면, 연결 수단(15)은 그것이 클램핑 높이(16)의 상부 영역에 설치된 환기구 홀들(vent holes)로부터 벗어날 때까지 아래에서부터 상승하는 방식으로 중간 공간(14) 안으로 펌핑된다.
도 4는 연결 수단(15)이 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이에 어떻게 배치될 수 있는지에 대한 다른 변형예를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 연결 수단(15)은 적어도 클램핑 높이(16)의 하단 영역 및 상단 영역에 배치된다. 이러한 경우, 도 3에 도시된 변형예와는 달리, 자유 중간 공간 또는 자유 공간(31)이 클램핑 높이(16)의 하단 영역에 배치되는 연결 수단(15)과 클램핑 높이(16)의 상단 영역에 배치되는 연결 수단(15) 사이에 형성된다. 각각의 경우, 클램핑 높이(16)는 그것이 수용 샤프트(11) 내부의 방향타 트렁크(10)가 수용 샤프트(11)의 벽(17)에 연결되는 전체 높이를 포함하는 방식으로 정의된다. 따라서, 클램핑 높이(16)는 연결 수단들(15) 사이의 가능한 자유 공간(31)을 포함한다. 그 결과, 도 3 및 도 4에서의 클램핑 높이(16)는 동일하다. 연결 수단(15)의 펌핑 동안, 클램핑 높이(16)의 상단 영역에서 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14)은 일반적으로 펌핑 공정이 정확한 시간에 정지될 수 있고, 연결 수단(15)이 방향타 트렁크 관 안으로 유동하지 않도록 모니터링된다. 예를 들면, 연결 수단(15)은 그것이 클램핑 높이(16)의 상부 영역에 설치된 환기구 홀들로부터 벗어날 때까지 아래에서부터 상승하는 방식으로 중간 공간(14) 안으로 펌핑된다.
도 5는 수용 샤프트(11)에서의 방향타 트렁크(10)의 접착제 접합의 다른 변형예를 도시한다. 도 5에 도시된 변형예에서, 손실 방지 장치(36)가 설치된다. 클램핑 높이(16)의 상단 영역에서, 수용 샤프트(11)는 리세스(37) 또는 더 큰 직경을 갖는다. 게다가, 도 5에 도시된 바와 같이, 방향타 트렁크(10)의 상부 영역은 외부로 기울거나 굽혀질 수 있다. 이러한 손실 방지 장치(36)를 설치함으로써, 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14)에서 바닥에서부터 윗면으로 연결 수단(15)을 펌핑하는 경우, 클램핑 높이(16)의 상부 영역에서의 연결 수단(15)이 방향타 트렁크(10)의 상부 에지(35) 위로 유동하는 것은 방지될 수 있다. 연결 수단(15)의 펌핑 동안, 클램핑 높이(16)의 상단 영역에서 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14)은 일반적으로 펌핑 공정이 정확한 시간에 정지될 수 있고, 연결 수단(15)이 방향타 트렁크 관 안으로 유동하지 않도록 모니터링된다. 예를 들면, 연결 수단(15)은 그것이 클램핑 높이(16)의 상부 영역에 설치된 환기구 홀들로부터 벗어날 때까지 아래에서부터 상승하는 방식으로 중간 공간(14) 안으로 펌핑된다. 도 5의 예에 대해 도시된 바와 같이, 손실 방지 장치(36)의 설치는 연결 수단(15)이 제공된 클램핑 높이(16)를 너무 빠르게 초과하는 것을 방지하기 위한 다른 가능성을 제공한다.
도 6은 본 발명에 따른 선박을 조종하기 위한 장치(100)의 부분의 다른 단면을 도시한다. 특히, 도 6은 클램핑 높이(16)의 하단 영역 또는 클램핑 높이(16)의 하단 영역에서의 수용 샤프트(11)의 다른 가능한 구성을 도시한다. 수용 샤프트(11)의 구성은 힘들 및 모멘트들이 선박 또는 배의 주변 구조체에 최적으로 전달될 수 있는 방식으로 설계되어야 한다. 연결 수단(15)의 구성요소들에 더하여, 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14)의 간격은 중요한 파라미터이다. 간격은 일반적으로 장치, 예를 들면, 방향타 시스템 상의 필요조건들 및 사용된 재료들에 의존한다. 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14)의 간격은 바람직하게는 실질적으로 일정하다. 게다가, 간격은 너무 크지 않아야 하며, 그래서, 연결 수단(15)에 대한 비용들은 사용될 연결 수단(15)의 양에 주로 의존하며, 낮게 유지할 수 있다.
시험들은, 예를 들면, 약 5 m의 방향타 트렁크 길이로, 클램핑 높이(16)는 전체 방향타 트렁크 길이의 적어도 절반 길이이고, 간격은 10 ㎜ 내지 20 ㎜의 범위일 수 있음을 증명하였다. 시험들은 특히, 적어도 15 ㎜의 간격이 장치에 대한 요구조건들을 만족하기에 충분함을 증명하였다. 클램핑 높이(16)의 상당한 영역에 걸친 일정한 간격의 사용은 최소 간격이 각 위치에서 보장되고, 또한 개별 위치들에서의 매우 큰 간격들이 회피되는 장점을 갖는다. 개별 위치들에서의 간격이 특히 큰 경우, 필요한 연결 수단(15)의 양은 및 그에 의한 연결 수단(15)에 대한 비용은 불필요하게 증가될 것이다. 게다가, 일정하지 않은 간격으로, 사전에 연결 수단(15)의 필요한 양의 결정은 복잡할 것이다.
가장 큰 힘들, 예를 들면, 가장 큰 휨 모멘트들이 클램핑 높이(16)의 하단 영역에서, 예를 들면, 스케그 바닥의 영역 또는 스케그(28)의 하부 에지(29)에서 발생하기 때문에, 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 영역에 더 큰 간격을 제공하는 것은 장점이다. 예를 들면, 성형(34)은 수용 샤프트(11)의 하부 영역에 설치될 수 있다. 그 결과, 이러한 영역은 그 위에 위치된 영역에 비하여 더 큰 간격을 가지며, 연결 수단(15)을 수용하기 위한 더 큰 공간을 제공한다. 클램핑 높이(16)의 하단 영역에서 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14)의 더 큰 간격을 제공함으로써, 응력 피크들은 방지되거나 감소될 수 있다.
클램핑 높이(16)의 하단 영역에서의 수용 샤프트(11)의 성형(34)은 다양한 방식으로 달성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 윗면에서 바닥으로 본 경우 클램핑 높이(16)의 하단 영역에서의 간격은 증가한다. 바람직하게는, 도 6에 도시된 바와 같이, 수용 샤프트(11)의 벽(17)은 클램핑 높이(16)의 하단 영역에서 기울어지게 되도록 구성되거나, 윗면에서 바닥으로 본 경우 간격이 선형으로 증가하는 방식으로 외부로 기울어진다.
접착제 접합을 위해 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14) 안으로 도입되는 연결 수단(15)은 클램핑 높이(16)의 하단 영역(18)에서 및 특히, 성형(34)의 영역에서 상이한 속성들을 가질 수 있다. 예를 들면, 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14)에서 상이한 속성들을 갖는 연결 수단(15) 및 밀봉하기 위한 수단(22)을 제공하는 것이 가능하다. 특히, 점성 속성들 및/또는 급속-경화 속성들을 갖는 밀봉하기 위한 수단(22)은 중간 공간(14)의 하부 종단 영역에, 즉, 배 구조체 또는 스케그 바닥의 하부 에지(29)의 영역에서의 클램핑 높이(16)의 하단 영역(18)에 배치될 수 있다. 점성 및/또는 급속-경화 속성들을 갖는 이러한 밀봉하기 위한 수단(22)은 남은 연결 수단(15)을 중간 공간(14) 안으로 도입하기 이전에 배의 구조체 또는 스케그 바닥의 하부 에지(29)의 영역에서 공극을 밀폐하기 위해 설치된다. 밀봉하기 위한 수단(22)의 경화 후에, 남은 연결 수단(15)은 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 중간 공간(14) 안으로 펌핑된다. 사전에 설치된 점성 또는 급속-경화의 밀봉하기 위한 수단(22)의 결과로서, 수용 샤프트(11)는 하부 영역에서 이미 밀봉되고, 펌핑 공정 동안 남은 연결 수단(15)의 임의의 누출을 방지한다. 게다가, 밀봉을 위해 설치된 밀봉하기 위한 수단(22)은 밀봉을 위해서 사용될 수 있을 뿐만 아니라 접착제 속성들을 가질 수 있고, 결과적으로, 방향타 트렁크(10)를 수용 샤프트(11)의 벽(17)에 결합(join)시키기 위해 추가적으로 또한 사용될 수 있다. 이는 대안적인 밀봉하기 위한 수단이 설치될 필요가 없고, 밀봉하기 위한 수단(22)이 방향타 트렁크(10)와 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이의 이러한 영역에서 비양의 맞춤(nonpositive fit)을 또한 보증하며, 그 결과, 힘들 또는 휨 모멘트의 전달을 위해 또한 사용되는 장점을 갖는다. 접착제 효과를 갖지 않는 대안적인 밀봉하기 위한 수단은, 예를 들면, 수용 샤프트(11)의 성형(34)의 영역에서 또는 스케그의 하부 에지(29) 아래의 밀봉하기 위한 수단(22)을 대신하여 배치되는 고무 밀봉일 수 있다.
클램핑 높이(16, 16a)는 방향타 트렁크(10)가 수용 샤프트(11)의 벽(17)에 연결되는 높이를 포함하는 것이 도 6에 더 도시된다. 밀봉하기 위한 수단(22)이 결합 속성들을 또한 갖는 경우, 클램핑 높이(16)는 전체 높이를 포함하는데, 이는 연결 수단(15)과 밀봉하기 위한 수단(22)이 배치되는 높이이다. 대안적인 밀봉하기 위한 수단(22), 즉, 결합 속성들 또는 접착제 속성들이 없는 밀봉하기 위한 수단을 사용하는 경우, 클램핑 높이(16a)는 밀봉하기 위한 수단(22)의 높이를 제외하고, 단지 연결 수단(15)이 배치되는 높이만을 포함한다. 본 발명에 따른 선박을 조종하기 위한 장치(100)의 일부만이 도 6에 도시되기 때문에, 클램핑 높이(16, 16a)의 하단 영역 만이 도시되고, 그의 전체 길이는 도시되지 않는다.
게다가, 도 6은 개구(23, 23a)를 제공하기 위한 2개의 실시예들을 도시한다. 두 실시예에서, 개구(23, 23a)는 클램핑 높이(16, 16a)의 하부 1/3에 설치된다. 일 실시예에서, 개구(23a)는 수용 샤프트(11)의 벽(17)에 설치된다. 제 2 실시예에서, 개구(23)는 밀봉하기 위한 수단(22)에 설치된다. 개구(23, 23a)의 배열은 밀봉하기 위한 수단(22)이 추가적으로 결합 속성들 또는 접착제 속성들을 갖는지에 관계없다. 단지 하나의 개구(23 또는 23a)만이 펌핑 공정을 위해 제공된다.
100 : 선박을 조종하기 위한 장치
10 : 방향타 트렁크 11 : 수용 샤프트
12 : 방향타 트렁크의 제 1 부분 13 : 방향타 트렁크의 제 2 부분
14 : 방향타 트렁크와 수용 샤프트의 벽 사이의 중간 공간
15 : 연결 수단 16 : 클램핑 높이
16a : 클램핑 높이 17 : 수용 샤프트의 벽
18 ; 클램핑 높이의 하단 영역 19 : 클램핑 높이의 상단 영역
20 : 방향타 트렁크의 외경 21 : 방향타 트렁크의 내경
22 : 밀봉하기 위한 수단 23 : 개구
23a : 개구 24 : 방향타 트렁크의 벽 두께
25 : 연결 플레이트들 26 : 방향타 엔진 데크
27 : 선미 구조체, 선박 몸체 28 : 스케그
29 : 스케그의 하부 에지 30 : 밀봉 플레이트
31 : 자유 공간
32 : 방향타 트렁크의 제 2 부분의 길이
33 : 방향타 트렁크 샤프트 34 : 수용 샤프트의 성형
35 : 방향타 트렁크의 상부 에지 36 : 손실 방지 장치
37 : 수용 샤프트의 리세스

Claims (17)

  1. 방향타 트렁크(10) 및 수용 샤프트(11)를 포함하는 선박을 조종하기 위한 장치(100)로서,
    상기 방향타 트렁크(10)의 제 1 부분(12)은 중간 공간(14)이 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)과 상기 수용 샤프트(11)의 벽(17) 사이에 있는 방식으로 수용 샤프트(11)에 배치되고, 상기 방향타 트렁크(10)의 제 2 부분(13)은 상기 수용 샤프트(11)로부터 돌출하며, 상기 중간 공간(14)은 적어도 약간의 면적들로 연결 수단(15)으로 충진되고, 상기 연결 수단(15)은 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)을 클램핑 높이(16, 16a)에 걸쳐 클램핑하며,
    상기 연결 수단(15)은 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)을 상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17)에 연결하고, 상기 연결 수단(15)은 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)의 전체 둘레의 주위에 배치되며, 상기 연결 수단(15)은 적어도 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 하단 영역(18) 및 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상단 영역(19)에 배치되고, 상기 클램핑 높이(16, 16a)와 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 2 부분(13) 사이의 길이 비율은 적어도 1, 바람직하게는 1 내지 3, 특히 바람직하게는 1 내지 2인 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 수단(15)은 접착제 접합(adhesive bonding)을 위한 수단을 포함하고, 및/또는
    상기 연결 수단(15)은 상기 전체 클램핑 높이(16, 16a)에 걸쳐 연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)과 상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17) 사이의 상기 중간 공간(14)은 적어도 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 절반에 걸쳐, 바람직하게는 적어도 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 2/3에 걸쳐, 특히 바람직하게는 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 3/4에 걸쳐 일정한 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상기 하단 영역(18)에서의 상기 중간 공간(14)은 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상기 상단 영역(19)에서보다 큰 간격을 갖고, 및/또는
    상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상기 하단 영역(18)에서의 간격은 상기 상단 영역(19)에서 상기 하단 영역(18)으로의 방향에서 본 경우 증가하고, 바람직하게는 선형으로 증가하는 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방향타 트렁크(10)는 벽 두께(24)를 갖고, 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상기 상단 영역(19)에서의 상기 벽 두께(24)는 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상기 하단 영역(18)에서보다 작은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방향타 트렁크(10)는 외경(20)을 갖고, 상기 외경(20)은 실질적으로 일정한 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방향타 트렁크(10)는 내경(21)을 갖고, 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상기 상단 영역(19)에서의 상기 내경은 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상기 하단 영역(18)에서보다 큰 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방향타 트렁크(10)는 상기 방향타 트렁크(10)로부터 외부로 돌출하는 고정 수단을 갖지 않고, 특히 상기 방향타 트렁크(10)를 선박 또는 상기 수용 샤프트(11)에 연결하기 위한 고정 플레이트들, 연결 플레이트들(25) 또는 고정 리브들(ribs)을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수용 샤프트(11)는 적어도 클램핑 높이(16, 16a)의 전체 영역에서 실질적으로 관으로서 또는 관 형상의 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17)은 선박 몸체에 견고하게 연결되고, 바람직하게는 용접되는 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17)은 상기 수용 샤프트(11)가 방수인 방식으로 상기 선박 몸체에 연결되고, 상기 연결 수단(15)에 의해 상기 방향타 트렁크(10)에 연결되는 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 밀봉하기 위한 수단(22)은 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상기 하단 영역(18)에서 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)과 상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17) 사이에 배치되고, 상기 밀봉하기 위한 수단은 바람직하게는 접착제 접합을 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방향타 트렁크(10) 및 상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17)은 강철 또는 강철 재료들을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박을 조종하기 위한 장치.
  14. 선박용 조종 장치(100)를 제조하기 위한 방법으로서,
    a) 방향타 트렁크(10)를 수용 샤프트(11)에 삽입하는 단계 - 상기 방향타 트렁크의 제 1 부분(12)은 상기 수용 샤프트(11)에 배치되고, 상기 방향타 트렁크의 제 2 부분(13)은 상기 수용 샤프트(11)로부터 돌출함 -,
    b) 중간 공간(14)이 상기 방향타 트렁크의 상기 제 1 부분(12)과 상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17) 사이를 연장하는 방식으로 상기 방향타 트렁크(10)를 상기 수용 샤프트(11)에서 정렬하는 단계 - 상기 중간 공간(14)은 상기 방향타 트렁크의 상기 제 1 부분(12)의 전체 둘레를 둘러쌈 -,
    c) 연결 수단(15)이 중력에 반하여 도입되고, 상기 연결 수단(15)이 완전하게, 즉, 상기 트렁크의 상기 제 1 부분(12)의 전체 둘레에 걸쳐, 상기 방향타 트렁크의 상기 제 1 부분(12)을 클램핑 높이(16, 16a)에 걸쳐 상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17)에 연결하는 방식으로 상기 연결 수단(15)을 상기 중간 공간(14) 안으로 도입하는 단계 - 상기 연결 수단(15)은 적어도 상기 클램핑 높이의 하단 영역(18) 및 상단 영역(19)에 배치됨 -를 포함하는, 선박용 조종 장치를 제조하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 연결 수단(15)을 도입하는 단계 이전에, 상기 방향타 트렁크(10)의 상기 제 1 부분(12)과 상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17) 사이의 상기 중간 공간(14)은 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 상기 하단 영역(18)에 적어도 하나의 밀봉하기 위한 수단(22)으로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 선박용 조종 장치를 제조하기 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 연결 수단(15)을 도입하는 단계 이전에, 개구(23, 23a)는 상기 수용 샤프트(11)의 상기 벽(17)에 또는 상기 밀봉하기 위한 수단(22)에 설치되고, 상기 개구(23, 23a)는 상기 클램핑 높이(16, 16a)의 하부 1/3에 배치되며, 상기 개구(23, 23a)는 바람직하게는 상기 연결 수단(15)을 도입하는 단계 이후에 밀폐되는 것을 특징으로 하는 선박용 조종 장치를 제조하기 위한 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 수단(15)은 펌핑함으로써 상기 중간 공간(14) 안으로 도입되는 것을 특징으로 하는 선박용 조종 장치를 제조하기 위한 방법.
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