NO171776B

NO171776B - SHIP CONTROL AND PROGRESS SYSTEM

Info

Publication number: NO171776B
Application number: NO881966A
Authority: NO
Inventors: Franjo Rajic
Original assignee: Becker Ingbuero W
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1988-05-05
Publication date: 1993-01-25
Also published as: NO881966L; CN1030726A; NL193185B; NL193185C; DE8708276U1; KR930001869B1; GB2206324B; GB2206324A; CN1006878B; GB8810527D0; DE3814943A1; NO881966D0; NO171776C; JPS644597A; NL8801392A; JP2594321B2; DE3814943C2; KR890000312A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår styre- og fremdriftssystem for skip av den art som angitt i innledningen til kravet. The present invention relates to a steering and propulsion system for ships of the type stated in the introduction to the claim.

Særlig når det gjelder ror av spadetypen og ror med balansert profil og en finne, innføres det meget nøye bøyemomenter i skroget via rorlagrene. Disse bøyemomenter skyldes resul-tanten av rorkreftene som virker i tilknytning til rorporten eller lagerhylsen. Sammen med de dreiemomenter som er nødvendige for betjening av roret, vil den biaksiale påkjenningstilstand bestemme det nødvendige tverrsnitt av rorstammen i området ved rorlagerhylsen, lagerets dimensjoner og dimensjonene på forbindelsen mellom roret og rorstammen, og dermed også bestemme tykkelsen av rorprofilen. Particularly when it comes to spade-type rudders and rudders with a balanced profile and a fin, very careful bending moments are introduced into the hull via the rudder bearings. These bending moments are due to the result of the rudder forces acting in connection with the rudder port or the bearing sleeve. Together with the torques necessary for operating the rudder, the biaxial stress state will determine the necessary cross-section of the rudder stem in the area of the rudder bearing sleeve, the dimensions of the bearing and the dimensions of the connection between the rudder and the rudder stem, and thus also determine the thickness of the rudder profile.

Det er kjent at de strømningsmessige og mekanisk fordelaktige ror av spadetypen og særlig ror av denne type med høy virkningsgrad og eventuelt med hengslede bladdeler i forkant og/eller akterkant, er montert i støpte og/eller sveisede rorporter som er bygget inn i akterenden over den aktere gilling eller over den flate bunn eller i en akterdel som er festet til skroget. It is known that the flow-wise and mechanically advantageous rudders of the spade type and especially rudders of this type with a high degree of efficiency and possibly with hinged blade parts at the leading edge and/or aft edge, are mounted in cast and/or welded rudder ports which are built into the aft end above the aft gilling or above the flat bottom or in an aft section attached to the hull.

Når det gjelder delvis underhengte ror, blir bøyemomentet opptatt av rorstolpen som er forbundet med skroget, men meget store ror har et annet opphengningssystem. In the case of partially underhung rudders, the bending moment is absorbed by the rudder post which is connected to the hull, but very large rudders have a different suspension system.

Ved et kjent fast ror er skroget forsynt med en hylselignende rorport som opptar rorstammen, som på sin side stikker inn i rorbladet, mens dette omfatter en rekke horisontalt stilte spant som står i avstand fra hverandre og som er dekket med plater, der den del av rorstammen som befinner seg inne i rorbladet er festet med sveiseforbindelser slik at rorstammen absorberer både dreiemomenter og bøyemomenter. In the case of a known fixed rudder, the hull is provided with a sleeve-like rudder port which accommodates the rudder stem, which in turn protrudes into the rudder blade, while this comprises a series of horizontally arranged frames which stand at a distance from each other and which are covered with plates, where part of the rudder stem, which is located inside the rudder blade, is fixed with welding connections so that the rudder stem absorbs both torques and bending moments.

I lageret for ror av spadetypen og ror med balansert profil med finne, er det imidlertid konstruert på en slik måte at bøyemomentene som kommer fra roret, stiger opp til rorlagerhylsen og bæres av rorstammen, noe som fører til meget tykke rorstammer. Det finnes derfor en begrensning av bruken av ror av spadetypen eller ror med balansert profil og finne, som et resultat av tykkelsen på rorstammen og lagerdimensjonene, der begrensningen kommer for skip med en laste-evne på omtrent 15.000 tonn. However, in the bearing for spade-type rudders and fin-balanced profile rudders, it is designed in such a way that the bending moments coming from the rudder rise up to the rudder bearing sleeve and are carried by the rudder stem, which leads to very thick rudder stems. There is therefore a limitation to the use of spade-type rudders or rudders with a balanced profile and fin, as a result of the thickness of the rudder stem and bearing dimensions, where the limitation comes for ships with a loading capacity of approximately 15,000 tonnes.

Den deling av den biaksiale påkjenningstilstand som finner sted med delvis underhengte ror, fører til hydrodynamisk uheldige asymmetriske egenskaper gjennom den øvre faste stolpe og gapvirkninger som oppstår over den nedre bevegelige balanserte flate. Rormomentene blir ofte sterkt usymmetriske, som et resultat av den virvlende strøm fra propellen, slik at forholdsvis store styremaskiner er nødvendige for betjening av roret. The sharing of the biaxial stress state that occurs with partially underhung rudders leads to hydrodynamically unfavorable asymmetric characteristics through the upper fixed spar and gap effects occurring across the lower movable balanced surface. The rudder torques often become highly asymmetrical, as a result of the swirling current from the propeller, so that relatively large steering machines are necessary for operating the rudder.

Fortrengningsror med fotlagere har den ulempe at kjøl-vannsfordelingen har en uheldig innvirkning på propellens plassering og motstanden fra tilbehør øker. Displacement rudders with foot bearings have the disadvantage that the wake distribution has an adverse effect on the position of the propeller and the resistance from accessories increases.

I tillegg er det ved de kjente ror ikke bare nødvendig å fjerne rorbladet fra rorstammen når propellakselen skal tas ut, men i stedet må også rorstammen trekkes ut av rorporten eller i det minste løftes, for å gjøre det mulig å trekke ut propellakselen, siden rorstammen ved mange ror strekker seg helt ned til propellakselens senterlinje og en utskiftning av denne aksel er bare mulig hvis rorstammen også trekkes ut fra rorporten etterat rorbladet er fjernet. In addition, with the known rudders, it is not only necessary to remove the rudder blade from the rudder stem when the propeller shaft is to be removed, but instead the rudder stem must also be pulled out of the rudder port or at least lifted, to make it possible to extract the propeller shaft, since the rudder stem with many rudders extends all the way down to the center line of the propeller shaft and a replacement of this shaft is only possible if the rudder stem is also pulled out from the rudder port after the rudder blade has been removed.

Problemet med foreliggende oppfinnelse når det gjelder ror, særlig enkle eller flerdelte ror av spadetypen og ror med balansert profil og en finne, er ved hjelp av en spesiell utførelse av rorlagerhylsen, direkte å absorbere en del av bøyemomentene som ellers opprinnelig ville bli innført via rorstammen til rorlagerhylsen og bare derfra til skroget i området ved roret, for på denne måte å redusere støt-påkjenninger fra roret, med det formål på den ene side å muliggjøre en enkel konstruksjon av forbindelsen mellom den på denne måte tynnere rorstamme og roret og på den annen side å muliggjøre betjening med mindre styremaskiner, samtidig med forenklet utskiftning av propellakselen. Et annet problem er å konstruere roret på en slik måte at det er mulig på en enkel måte å fjerne dette og sette på plass propellakselen, uten å behøve å fjerne rorstammen fra rorlagerhylsen. The problem with the present invention when it comes to rudders, in particular single or multi-part rudders of the spade type and rudders with a balanced profile and a fin, is, by means of a special design of the rudder bearing sleeve, to directly absorb part of the bending moments that would otherwise originally be introduced via the rudder stem to the rudder bearing sleeve and only from there to the hull in the area of the rudder, in this way to reduce shock stresses from the rudder, with the aim on the one hand of enabling a simple construction of the connection between the thus thinner rudder stock and the rudder and on the on the other hand to enable operation with smaller steering machines, at the same time as simplified replacement of the propeller shaft. Another problem is to construct the rudder in such a way that it is possible in a simple way to remove it and put the propeller shaft in place, without having to remove the rudder stem from the rudder bearing sleeve.

Problemet er løst med et styre- og fremdriftssystem på skip av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av kravet. The problem has been solved with a steering and propulsion system on ships of the kind mentioned at the outset, the characteristic features of which appear in the requirement.

Fordelene som oppnås ved oppfinnelsen hvor bare rorstammen er montert ved hjelp av et lager i endepartiet av rorlagerhylsen og rorstammen ved dens endeparti, er ført ut av rorporten med en del som er fast forbundet med rorbladet, slik at forbindelsen mellom rorstammen og rorbladet blir liggende høyere enn propellakselens senterlinje, uten at det er behov for noe ytterligere lager for rorbladet ved den ytre veggplate av rorlagerhylsen, er at man oppnår at ved utskiftning av propellakselen etterat rorbladet er fjernet, behøver rorstammen ikke lenger trekkes ut av rorlagerhylsen fordi forbindelsen mellom rorstammen og rorbladet ligger høyere enn propellakselens senterlinje. The advantages achieved by the invention where only the rudder stem is mounted by means of a bearing in the end part of the rudder bearing sleeve and the rudder stem at its end part is led out of the rudder port with a part that is firmly connected to the rudder blade, so that the connection between the rudder stem and the rudder blade is located higher than the center line of the propeller shaft, without the need for any further bearing for the rudder blade at the outer wall plate of the rudder bearing sleeve, is that when replacing the propeller shaft after the rudder blade has been removed, the rudder stem no longer needs to be pulled out of the rudder bearing sleeve because the connection between the rudder stem and the rudder blade is higher than the center line of the propeller shaft.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravet gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene som viser eksempler på oppfinnelsen og der: Fig. 1 viser i forstørret målestokk en ytterligere utfø-relsesform for rorarrangementet med rorstammen lagret i rorlagerhylsen og med festepunktet mellom rorstamme og rorblad liggende høyere enn propellakselens senterlinje. Fig. 2 er et vertikalt snitt etter linjen V - V på fig. 1. Fig. 3 viser skjematisk lageranordningen mellom rorstammen og rorporten. The invention is characterized by the features reproduced in the claim and will be explained in more detail below with reference to the drawings which show examples of the invention and where: Fig. 1 shows on an enlarged scale a further embodiment of the rudder arrangement with the rudder stem stored in the rudder bearing sleeve and with the attachment point between the rudder stem and rudder blade lying higher than the center line of the propeller shaft. Fig. 2 is a vertical section along the line V - V in fig. 1. Fig. 3 schematically shows the bearing arrangement between the rudder stem and the rudder gate.

I utførelsesformen som er vist på fig. 1 til 3, Lar man et skrog 110, en rorlagerhylse 120, et rorblad 130 og en rorstamme 140, samt en finne 135 som er svingbart lagret på bladet 130. Også- her har rorbladet 30 fortrinnsvis sylin-drisk fordypning 155 for opptagelse av den frie ende 120b av rorlagerhylse 120. In the embodiment shown in fig. 1 to 3, Let a hull 110, a rudder bearing sleeve 120, a rudder blade 130 and a rudder stem 140, as well as a fin 135 which is pivotally mounted on the blade 130. Here too, the rudder blade 30 preferably has a cylindrical recess 155 for receiving it free end 120b of rudder bearing sleeve 120.

Rorlagerhylsen 120 som en bjelke med fri ende er forsynt med en sentral innvendig langsgående boring 125 for opptagelse av rorstammen 140 for rorbladet 130. I tillegg stikker rorlagerhylsen 120 inn i rorbladet 130 som på sin side er forbundet med enden av rorstammen. I sin indre boring 125 har rorlagerhylsen 120 et lager 150 for montering av rorstammen 140 og lageret 150 er fortrinnsvis anbragt i det nedre endeparti 120b av rorlagerhylsen 120. En del 145 av enden 140b av rorstammen 40 stikker ut av rorlagerhylsen 120. Den frie nedre ende av dette utstikkende parti 145 av rorstammen 140 er festet ved 170 til rorbladet 130, men også her har man en forbindelse som gjør det mulig å ta løs rorbladet 130 fra rorstammen 140 hvis propellakselen skal skiftes ut. Forbindelsen mellom rorstammen 140 i området ved 170 og rorbladet 130, befinner seg over propellakselens senterlinje 200, slik at for demontering av propellakselen er det bare nødvendig å fjerne rorbladet 130 fra rorstammen 140. Det er imidlertid ikke nødvendig å trekke rorstammen 140 ut av rorlagerhylsen 120, fordi både den frie ende 120 av rorlagerhylsen 120 og den frie. nedre ende av rorstammen 140 ligger over propellakselens sentrum. Det er anordnet bare et enkelt indre lager 150 for opplagring av rorstammen 140 i rorlagerhylsen 120. Det er ikke behov for noe ytre lager for rorbladet 130 på utsiden av rorlagerhylsen 120. Rorbladet 130 er forsynt med en fordypning 160 som opptar den frie nedre ende 120b av rorlagerhylsen 120. The rudder bearing sleeve 120 as a beam with a free end is provided with a central internal longitudinal bore 125 for receiving the rudder stem 140 for the rudder blade 130. In addition, the rudder bearing sleeve 120 protrudes into the rudder blade 130 which in turn is connected to the end of the rudder stem. In its inner bore 125, the rudder bearing sleeve 120 has a bearing 150 for mounting the rudder stem 140 and the bearing 150 is preferably placed in the lower end part 120b of the rudder bearing sleeve 120. A part 145 of the end 140b of the rudder stem 40 protrudes from the rudder bearing sleeve 120. The free lower end of this protruding part 145 of the rudder stem 140 is attached at 170 to the rudder blade 130, but here too there is a connection that makes it possible to detach the rudder blade 130 from the rudder stem 140 if the propeller shaft is to be replaced. The connection between the rudder stem 140 in the area at 170 and the rudder blade 130 is above the center line 200 of the propeller shaft, so that for dismantling the propeller shaft it is only necessary to remove the rudder blade 130 from the rudder stem 140. However, it is not necessary to pull the rudder stem 140 out of the rudder bearing sleeve 120 , because both the free end 120 of the rudder bearing sleeve 120 and the free. lower end of the rudder stem 140 lies above the center of the propeller shaft. Only a single internal bearing 150 is arranged for storage of the rudder stem 140 in the rudder bearing sleeve 120. There is no need for any outer bearing for the rudder blade 130 on the outside of the rudder bearing sleeve 120. The rudder blade 130 is provided with a recess 160 which occupies the free lower end 120b of the rudder bearing sleeve 120.

I roret ifølge utførelsesformen på fig. 1 til 3, er rorlagerhylsen 120, som er utført som en bjelke med fri ende, utstyrt med en sentral innvendig langsgående boring 125 for opptagelse av rorstammen 140 på rorbladet 130. Videre stikker rorlagerhylsen 120 inn i rorbladet 130 som er forbundet med rorstammens ende og er ved sin indre boring 125 forsynt med et lager 150 for opplagring av .rorstammen 140 i rorlagerhylsen 120. Den frie ende 120b av rorlagerhylsen 120 stikker inn i en fordypning 160 i rorbladet 130, mens en del 145 av endepartiet 140b av rorstammen 140 er ført ut av rorlagerhylsen 120. Rorstammen 140 med rorbladet 130 er forbundet med den frie ende av det nevnte utstikkende parti 145 og forbindelsen mellom rorstammen 140 og rorbladet 130 ligger høyere enn propellakselens senterlinje 200. Det er fordelaktig om det indre lager 150 er anbragt i endepartiet 120b av rorlagerhylsen 120. In the rudder according to the embodiment of fig. 1 to 3, the rudder bearing sleeve 120, which is designed as a beam with a free end, is equipped with a central internal longitudinal bore 125 for receiving the rudder stem 140 on the rudder blade 130. Furthermore, the rudder bearing sleeve 120 protrudes into the rudder blade 130 which is connected to the end of the rudder stem and is provided by its inner bore 125 with a bearing 150 for storing the rudder stem 140 in the rudder bearing sleeve 120. The free end 120b of the rudder bearing sleeve 120 protrudes into a recess 160 in the rudder blade 130, while part 145 of the end portion 140b of the rudder stem 140 is guided out of the rudder bearing sleeve 120. The rudder stem 140 with the rudder blade 130 is connected to the free end of the aforementioned protruding part 145 and the connection between the rudder stem 140 and the rudder blade 130 is higher than the center line 200 of the propeller shaft. It is advantageous if the inner bearing 150 is placed in the end part 120b of the rudder bearing sleeve 120.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de utførelsesformer som er beskrevet ovenfor og vist på tegningene. Endringer i utførelsen av lagrene i nærheten av rorlagerhylsen 120 og rorstammen 140 ligger innenfor rammen av denne oppfinnelse, noe som også gjelder forskjellige utførelser av den sylind-riske fordypning 160 i rorbladet 140. Rorutførelser utført i henhold til oppfinnelsen kan benyttes både for skip og flytende plattformer og lignende. The invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings. Changes in the design of the bearings in the vicinity of the rudder bearing sleeve 120 and the rudder stem 140 are within the scope of this invention, which also applies to different designs of the cylindrical recess 160 in the rudder blade 140. Rudder designs made according to the invention can be used both for ships and floating platforms and the like.

Claims

Steering and propulsion system for ships, including a rudder blade with a jointed fin and an associated propeller, mounted on a drivable propeller shaft, a rudder bearing sleeve (120) being designed as a projecting carrier with a central internal longitudinal bore (125) for receiving the rudder stem (140) of the rudder blade (130) and which projects into the rudder blade (130) connected to the end of the rudder stem, as a bearing (150) is arranged for storage of the rudder stem (140) in the longitudinal bore (125) in the end area of the rudder bearing sleeve, if the sleeve's free end (120b) goes into a recess, recess or similar (160) in the rudder blade (130), and the rudder stem (140) in its end area (140b) has a section (145) that goes out of the rudder bearing sleeve (120) and is connected by the rudder blade (130) with the end of this section (145), character! characterized by the bearing (150) and the connection of the rudder stem (140) with the rudder blade (130) being located immediately one after the other, and by the bearing and the connection being above the propeller shaft's center line (200), so that the propeller shaft can be dismantled and assembled if necessary after removing the rudder blade.