Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ste¬ ru jednostek plywajacych.Znane jest, ze w sterach jednostek plywaja¬ cych, okolo 2/3 efektu oddzialywania steru przy¬ pada na strone ssaca, a okolo 1/3 na strone tlo¬ czaca. Zaleznie od stosunku stron i ukladu steru, przy wychyleniu steru o kat od 15—35°, nastepu¬ je oderwanie warstwy przysciennej po stronie ssa- . cej, co prawie calkowicie unicestwia skutecznosc dzialania tej strony. Korzystnie przeciwdzialano temu zjawisku, umieszczajac w przedniej krawedzi steru lub w zalamaniach sterów wieloczesciowyeh napedzane urzadzenia (zgloszenie .patentowe RFN nr 2 $20 355, opis patentowy RFN nr 420 840).Znane do tej pory urzadzenia do sterów nape¬ dzane sa mechanicznie lub hydraulicznie, przy czym naped byl doprowadzany poprzez wydrazony wal steru.Realizowanie mechanicznego napedu urzadzenia do steru poprzez wydrazony wal steru jest z na¬ tury rzeczy bardzo skomplikowane i wymaga do¬ kladnosci prawie niespotykanej w ofcretownictwie, co powoduje, ze naped tego rodzaju jest drogi.Znacznie mniej kosztownym jest naped hydra¬ uliczny usytuowany w piórze steru, jakkolwiek ukladanie wewnatrz steru w wale i w korpusie steru przewodów hydraulicznych o duzych sredni¬ cach nie jest pozbawione problemów, zwlaszcza gdy sie uwzgledni potrzebe szybkiego i latwego 10 20 30 umieszczania i wyjmowania steru, aby niepotrzeb¬ nie nie utrudniac prac konserwacyjnych i remon¬ towych sruby lub walu sruby. Liczne a niezbedne zakrzywienia przewodów hydraulicznych znacznie zwiekszaja opory przeplywu. W znanych urzadze¬ niach ponad 60% mocy dostarczanej do pomiesz¬ czenia maszyny sterowej jest tracone w przewo¬ dach hydraulicznych.Dalsza wade hydraulicznego napedu urzadzenia do steru stanowi niebezpieczenstwo przecieków, które moga byc usuniete dopiero po umieszczeniu statku w doku.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urzadzenia do steru, które jest wbudowane w pió¬ ro steru mozliwie latwo i bez wymagania duzej dokladnosci wykonania od czesci przylaczenio¬ wych statku, do którego energia jest doprowadza¬ na w sposób moizliwie nieskomplikowany i z ma¬ lymi stratami, które jest trwale i niezawodne i które w mozliwie malym stopniu utrudnia mon¬ taz i demontaz pióra steru.Cel wynalazku zostal osiagniety przez to, ze u- rzadzenie do steru stanowi wodoszczelny silnik e- lektryczny i zawiera staly stojan, którego os za¬ mocowana jest z jednej lub z obu stron pióra steru oraz obracajacy sie wirnik, na którym usytuowa¬ ny jest cylinder urzadzenia. Prad elektryczny do¬ prowadzany jest za posrednictwem stalej osi sto- jana, zas wirnik jest obracany wskutek bezpo- 122 589122 589 3 4 sredniego wzajemnego oddzialywania magnetycz¬ nego miedzy stojanem i wirnikiem.Os urzadzenia moze byc polaczona z duzym lu¬ zem, ewentualnie elastycznie wzglednie przegu¬ bowo u góry i u dolu z piórem steru, przy czym zasadniczo polaczenie to musi byc skretne tylko w odniesieniu do stopnia swobody obrotu stojaka urzadzenia wokól wlasnej osi wzdluznej tak, aby moglo stanowic lozysko oporowe dla momentu o- brotowego poruszajacego sie urzadzenia. Mozliwosc skrecania nalezy zapewnic z jednej tylko strony urzadzenia, a wiec u góry lub u dolu. Naturalnie, ,r...... ta przenoszenie. momentu nie musi byc koniecznie •' sztywne i moz£ wykazywac nawet pewna ela¬ stycznosc.I tak, urzadzenie moze byc zamontowane w pió- * rze steru w pelni elastycznie tak, ze nawet i przy wzglednie duzych niedokladnosciach wykonania czesci przylaczeniowych nie powstaja naprezenia, dzieki czemu osiaga sie tlumienie drgan w obu kierunkach, tj. w kierunku od pióra steru do u- rzadzenia i w kierunku odwrotnym. Przy wyjat¬ kowo miekkim zawieszeniu urzadzenia, na przy¬ klad za pomoca sprezystych plytkowych elementów gumowo-stalowych mozna nawet osiagnac pewne zmniejszenie impulsu rozruchowego, a tym sa¬ mym i poboru pradu zalaczania.Tego rodzaju elektryczne urzadzenie do steru moze byc w calosci zmontowane osobno i dopiero jako zamkniety zespól wbudowane w pióro steru bez potrzeby dokonywania jakichkolwiek prac ma¬ szynowych.Doprowadzanie energii przewodem elektrycznym stanowi znaczne ulepszenie w stosunku do znanych rozwiazan. Jest ono wyjatkowo trwale i niezawod¬ ne. Ukladanie przewodu jest latwe, a sam przewód jest cienki, co ulatwia wykonanie otworu w wale steru. Przewód umozliwia doprowadzanie energii nie tylko droga poprzez wydrazony wal steru.Dzieki swej gietkosci, przewód moze byc, np. wy¬ prowadzony z kadluba statku obok walu steru, a nastepnie poprowadzony luzna spiirala wokól tego walu i wprowadzony w pióro steru.Elektryczne urzadzenie do steru wedlug wyna¬ lazku stanowi mozliwie najprostsze i wyraznie naj¬ korzystniejsze ekonomicznie rozwiazanie postawio¬ nego zadania, przez dluzsze okresy czasu nie wy¬ maga konserwacji i jest niezawodne. Urzadzenie do steru moze byc wytwarzane oszczednie i moze byc stosowane nie tylko w sterach, ale wszeldzie tam, gdzie urzadzenia sa uzywane do oddzialywa¬ nia na przeplyw.Istnieje szereg mozliwosci rozwiazania urzadze¬ nia do steru napedzanego elektrycznie. W zasiadzie moze to byc kazda maszyna, do której energia elektryczna jest doprowadzana poprzez nierucho¬ my czop walu i w której jest napedzany jej wla¬ sny plaszcz zewnetrzny. x Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ster jednostek plywajacych z umiesz¬ czonym w przedniej krawedzi pióra steru elek¬ trycznym urzadzeniem do steru w widoku z boku i czesciowym przekroju pionowym, fig. 2 — elek¬ tryczne urzadzenie do steru, w którym wal sto- jana jest wyprowadzony z silnika tylko z jednej strony, a urzadzenie jest ulozyskowane obrotowo w piórze steru w przekroju, fig. 3 — inne rozwia¬ zanie urzadzenia do steru napedzanego elektrycz¬ nie podobne do rozwiazania z fig. 2, ale wykorzy¬ stujace odwrócona zasade elektrycznego silnika pierscieniowego w przekroju, fig. 4 — elektryczne urzadzenie do steru, w którym umieszczony w srodku wirnik silnika obraca sie jak w normal¬ nym silniku elektrycznym z wirnikiem wewnetrz¬ nym i zabiera ze soba plaszcz urzadzenia do ste¬ ru, podczas gdy stojan pozostaje nieruchomy, w przekroju, fig. 5 — elektryczne urzadzenie do ste¬ ru polaczone z przekladnia redukcyjna w prze¬ kroju, fig. 6 — elektryczne urzadzenie do steru z uszczelnieniem od góry, w którym pecherz po¬ wietrzny tworzacy sie wskutek wtargniecia od do¬ lu wody, chroni przed zalaniem silnika umiesz¬ czonego u góry rotora w przekroju.W rozwiazaniu przedstawionym na fig. 1, urza¬ dzenie do steru stanowi wodoszczelny silnik elek¬ tryczny z zewnetrznym wirnikiem. Os 11 stojana jest u góry i u dolu polaczona obrotowo z piórem 90 steru. Mozliwosci rozwiazania polaczenia zosta¬ ly wyzej wspomniane. Na osi 11 jest zamocowany stojan 12 zasilany w energie elektryczna za po¬ moca przewodu 10. Wirnik 13 stanowi wirnik krótkozwarty. Wirnik 13 jest zamontowany bez¬ posrednio na wewnetrznej stronie cylindra 14a u- rzadzenia do steru.Tego rodzaju rozwiazanie wymaga uzycia dwóch kosztownych i zuzywajacych sie z biegiem czasu uszczelnien chroniacych przed wnikaniem wody morskiej, a umieszczonych po jednym na kazdym koncu urzadzenia do steru. Ponadto, czesci silni¬ ka, a wiec stojan i 'wirnik, z reguly nie wypel¬ niaja calej dlugosci urzadzenia, wskutek czego w rozwiazaniu odpowiadajacym fig. 1, os stojana jest dluga i odpowiednio .malo sztywna.W rozwiazaniu pokazanym na fig. 2, urzadzenie 24 do steru jest ulozyskowane bezposrednio po obu stronach silnika na krótkiej osi 21 stojana 22, dzieki czemu stojan 22 i wirnik 23 sa w moz¬ liwie najlepszy sposób wzgledem siebie ustalone.Wymaga to jednak dodatkowego lozyska 25 dolne¬ go konca cylindra 24a urzadzenia w piórze 90 ste¬ ru. Wszystkie pokazane urzadzenia moga byc wbu¬ dowywane po ich odwróceniu o 180°. Korzystnie, lozyskiem moze byc, na przyklad lozysko slizgowe smarowane woda. # Urzadzenie do steru przedstawione na fig. 3 dziala w podobny sposób jak urzadzenie przed¬ stawione na fig. 2, a rózni sie od niego tym, ze zostaly w nim wzajemnie zamienione elektrycznie stojan 22 i wirnik 23, to znaczy, ze zasilany jest wirnik 23. Prad jest doprowadzany poprzez pier¬ scienie 36. Zaleta tego rozwiazania jest to, ze mo¬ zna w nim w znacznym stopniu skorzystac z do¬ stepnych w handlu czesci silników elektrycznych z wirnikiem wewnetrznym.Urzadzenie przedstawione na fig. 4 w jeszcze wiekszym stopniu zachowuje zasade dzialania zna¬ nego silnika elektrycznego z wirnikiem wewnetrz- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 122 589 6 nym. W tym rozwiazaniu prad jest cjoprowadza- ny bezposrednio do stojana 42. W stójanie 42 wi¬ ruje wirnik 41, który poprzez swój wal 46 i kol¬ nierz 45 zabiera ze soba cylinder 44a urzadzenia 44 steru. W tym urzadzeniu, cylinder 44a jest na stale polaczony z dolnym koncem walu 46 wirni¬ ka 41, a jego dolny koniec jest za pomoca czo¬ pa 43b walu, ulozyskowany w piórze 90 steru.Górny koniec cylindra 44a urzadzenia do steru jest ulozyskowany na osi 43a, której górny koniec jest na stale polaczony z piórem 90 steru, a dol¬ ny koniec jest polaczony ze stojakiem 43, który obejmuje stojan 42 i w którym jest ulozyskowany górny koniec osi 46 wirnika. Wirnik 41 jest za¬ mocowany obrotowo w stójanie 42, natomiast po¬ laczona ze stojakiem 43 os 43a jest przeprowadzo¬ na przez plaszcz urzadzenia 44 steru i zamocowa¬ na do pióra W steru.Z urzadzeniem do steru jednostek plywajacych, pokazanym na fig. 4, mozna latwo polaczyc prze¬ kladnie redukcyjna. Jakkolwiek zbyt wysoka szyb¬ kosc obrotowa nie wplywa ujemnie na zamierzony efekt, ale wzrost szylbkosei powoduje zapotrzebo¬ wania mocy do trzeciej potegi. Z tego tez powo¬ du, rozwiazanie z przekladnia redukcyjna jest bar¬ dzo korzystne.Moga byc stosowane rózne rodzaje przekladni.Najbardziej wlasciwymi sa w tym przypadku prze¬ kladnie planetarne, ale moga byc takze stosowa¬ ne przekladnie zebate czolowe takie, jak poka¬ zano na fig. 5.W urzadzeniu do steru jednostek plywajacych," pokazanym na fig. 5, wewnetrzny krótkozwarty wirnik obraca sie w polu uzwojen stojana 52.Stojan 52 jest zamocowany w stojaku 53. Na oby¬ dwu jego koncach znajduja sie zamocowane do pióra 90 steru czopy 88 i 89 walu jednostronnie wyprowadzone z cylindra urzadzenia. We wnetrzu urzadzenia sa umieszczone zarówno lozyska 57 i 58 wiernika 51 jak lozyska 81 i 82 walu 80 przekladni. Wal 56 wirnika przenosi moment o- brotowy z kola zebatego 59 na, kolo zebate 83, które poprzez wal 80 przekladni i kolo zelbate 84 napedza kolo zebate 85. Kolo zebate 85 jest sztyw¬ no polaczone z zewnetrznym plaszczem urzadzenia, wskutek czego plaszcz ten, ulozyskowany na sta¬ lych czopach 88 i 89 walu, obracaj sie wraz z ko¬ lem zebatym85. i Na figurze 6 pokazano rozwiazanie, w którym silnik jest szczególnie dobrze chroniony przed wo¬ da morska. W rozwiazaniu tym lozysko slizgowe. 65 jest umieszczone u góry, dzieki cfcemu urzadze¬ nie do steru jest od góry zamknietl w pelni ga¬ zoszczelnie. Silnik jest umieszczony w górnej cze¬ sci urzadzenia.W urzadzeniu do steru jednostek plywajacych z fig. 6 zastosowano zasade napedu taka sama jak w urzadzeniu steru z fig. 2 z tym, ze moga byc takze stosowane inne rozwiazania oparte na zasa¬ dach pracy omówionych poprzednio. Istotnym jest, by w przypadku wtargniecia wody do prze¬ strzeni wewnetrznej urzadzenia — co moze nasta¬ pic w miejscu ulozyskowania 69 — tworzyl sie w górnej czesci urzadzenia pecherz powietrzny chroniacy silnik przed woda. Istnieje równiez mo¬ zliwosc rozwiazania, w ktÓTym dolne lozysko 69 stanowi lozysko slizgowe smarowane woda, co po¬ zwala na calkowita rezygnacje ze specjalnego u- szczelnienia tego miejsca.Ponadto, urzadzenie do steru moze byc tak prze¬ dmuchiwane sprezonym powietrzem albo co pe¬ wien czas za pomoca specjalnego przewodu, albo przy statku znajdujacym sie na wodzie, jednora¬ zowo przez nurka, by cisnienie powietrza we wne¬ trzu urzadzenia odpowiadalo w przyblizeniu cisnie¬ niu statycznemu otaczajacej *wody i to bez wni¬ kania od dolu do urzadzenia wiekszej ilosci wody dla wyrównania cisnien. W zasadzie, umieszczony w górnej czesci urzadzenia do steru silnik musi byc uszczelniony tylko przed rozbryzgami wody — w przypadku rozwiazania z fig. 6, w okolicach lozyska 68.W rozwiazaniu z figury 6, w ciagla os 66, 66a jest wbudowany czlon elastyczny 70 celem wyeli¬ minowania niedokladnosci w ustawieniu liniowym lozysk 67, 68 i 69. Czlonem elastycznym moze byc elastyczny element plytkowy gumowo-stalowy; mo¬ ze to takze byc sprzeglo zejbate lub podobne. Istot¬ nym jest tylko by czlon ten nie przenosil momen¬ tu zginajacego.Zastrzezenia patentowe ' 1. Urzadzenie do steru jednostek plywajacych, u- sytuowane na krawedzi pióra steru, znamienne tym, ze stanowi wodoszczelny silnik elektryczny i zawiera staly stojan (12), którego os (11) zamoco¬ wana jest z jednej lub z obu stron pióra (90) steru oraz obracajacy sie wirnik (13), na którym usytuowany jest cylinder (14a) urzadzenia, przy czyni prad elektryczny doprowadzany jest za po¬ srednictwem stalej osi (11) stojana (12), zas wirnik (13) jest obracany wskutek bezposredniego wza¬ jemnego oddzialywania magnetycznego miedzy stojanem (12) i wirnikiem (13). 2. yrzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jest ulozyskowane swoim jednym koncem w piórze (90) steru, a drugim koncem bezposrednio po dbitS^ stronach silnika na krótkiej osi (21) sto¬ jana (22) jednostronnie zamocowanej do pióra (90) steru i utrzymujacej zasilany stojan (22) otoczony wirnikiem (23) polaczonym z cylindrem (24a) ro¬ tora. * 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jest polaczone z walem (46).wirnika (41) i jest ulozyskqwane swoim dolnym koncem w piórze (90) steru za pomoca czopa (43b) walu, a swoim gór¬ nym koncem na osi (43a) zamocowanej górnym koncem do pióra (90) steru, a dolnym koncem po¬ laczonej z umieszczonym w górnej przestrzeni cy¬ lindra urzadzenia i utrzymujacym stojan (42) sto¬ jakiem (43), w której jest obrotowo zamocowany wirnik (41). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wodoszczelny silnik elektryczny stanowi silnik przekladniowy. 10 15 20 25 30 S5 40 45 00 557 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze wodoszczelny silnik elektryczny jest polaczo¬ ny z przekladnia redukcyjna. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze jest polaczone z redukcyjna, czolowa przekla¬ dnia zebata i sklada sie z krotkorwartego wirnika (51) wirujacego w polu stojana (52), a stojam (52) jest zamocowany do stojaka (53) posiadajacego na obu koncach czopy (88, 89) walu, zamocowane w piórze (90) steru, zas stojak (53) w swojej prze¬ strzeni wewnetrznej .ma lozyska (57, 58) wirnika (51) oraz lozyska (81, 82) dla walu (80) przekladni redukcyjnej, natomiast na koncu walu (56) wirni¬ ka jest usytuowane kolo zebate (59) zazebione z kolem zebatym (83), osadzonym na wale (80) prze¬ kladni wraz z kolem zebatyim (84) zazebionym z kolem zebatym (85) sztywno zamocowanym na wale. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wewnetrzna przestrzen urzadzenia jest od gfrry 589 8 zamknieta gazoszczelnie, a od dolu jest nieuszczel- niona. 8. Urzadzenie wedlug zastrz, 1, znamienne tym, ze wewnetrzna przestrzen urzadzenia je»t pola- * czona z przewodem sprezonego powietrza. 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze uksztaltowanie wewnetrznej przestrzeni pozwa¬ la na jej przedmuchiwanie od zewnatrz sprezo¬ nym powietrzem poprzez zamykane lub niezainy- io kane otwory. 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze w wewnetrznej przestrzeni urzadzenia znajduje sie pewna ilosc wody, powyzej której tworzy sie pecherz powietrzny chroniacy sijkiik pirzed zala- w niem.U. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wirnik (23) jest polaczony z pier&toiijwrtf sliz¬ gowymi (36) doprowadzajacymi prad. 12. Uwadaenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, w ze jest zamocowane na pierze (00) steru etotyczr nie tato przegubowo, ¦»'!» ¦ O M* Fig,1122 589 ASO •24a -24f -2ka. hCF- 25 Fig. 2 HF- 25 Fig. 3 Fig./, Rg.5 66 a Fig. 6 PL PL PL PL