用于船舶的可摆动的螺旋桨喷管制造技术

在用于船舶的螺旋桨喷管(100)中，为了实现喷管杆(20)和喷管环(10)之间的在结构上尽量简单且同时稳定的连接，建议将喷管杆(20)构成为中空体，该螺旋桨喷管(100)具有固定的螺旋桨(30)和包围此螺旋桨(30)的喷管环(10)，此喷管环可借喷管杆(20)进行摆动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于船舶的可摆动的螺旋桨喷管，并涉及一种用来摆动用于船舶的螺旋桨喷管的喷管杆。
技术介绍
船舶(尤其是船只)的驱动单元称为螺旋桨喷管，其包含螺旋桨，此螺旋桨被喷管环包围或罩上。这种喷管环也称为“科特(Kort)导流管”。设置在喷管环内部的螺旋桨在此通常构成为固定的，即螺旋桨只可围绕着驱动轴线或螺旋桨轴线进行摆动。为此，螺旋桨通过可旋转的、但不可摆动的、沿着螺旋桨轴线延伸的螺旋桨轴与船只主体相连。螺旋桨轴由设置在船只主体中的驱动器驱动。相反地，螺旋桨是不可(水平或竖直地)摆动的。在螺旋桨喷管构造简单的情况下，包围着螺旋桨的喷管环同样是固定的，即不可摆动，并仅仅具有扩大驱动器推进力的作用。就此而言，这种螺旋桨喷管经常应用在拖轮、供应船只等类似船舶上，它们必须分别施加很高的推进力。对于这种具有固定喷管环的螺旋桨喷管，为了控制船只或船舶，还必须在螺旋桨向下流面中设置额外的机动装置(尤其是舵)，即：在船只行驶方向上看，其位于螺旋桨喷管后方。与之相反，本专利技术只涉及一种可摆动的螺旋桨喷管，尤其涉及下述可摆动的螺旋桨喷管，即其具有固定的螺旋桨和可围绕该固定的螺旋桨摆动的喷管环。通过这样的可摆动的喷管环，不仅提高了船舶的推进力，而且螺旋桨喷管同时还可用来控制船舶，并因此可代替或取消额外的机动装置(例如舵)。通过喷管环围绕着摆动轴线进行摆动(摆动轴线在已安装的状态下通常是竖直地延伸)，则可改变螺旋桨的尾流的方向，并因此控制船只。因此，可摆动的螺旋桨喷管也称为“舵喷管”。在已安装状态下，喷管环通常沿着水平面或围绕着竖直轴线进行摆动。概念“可摆动”在此理解为，喷管环从其起始位置既可向右舷又可向左舷以预定的角度摆动，但不可以完整的360°进行旋转。喷管环或科特导流管在此通常构成为圆锥形缩径的、优选构造为旋转对称的管道，其形成为喷管环的壁板。由于此管道朝向船只的船尾逐渐变细，则螺旋桨喷管可把额外的推进力传递到船舶上，而不需要提高功率。除了改善推进力这一特性以外，还可由此避免在波浪下的撞击运动，因此在深海中可减少速度损失，并可提高航线稳定性。因为螺旋桨喷管或科特导流管的自身阻力随着船只速度的增加而大约二次方地上升，其优点尤其对于慢速船只有效，所述慢速船只(拖轮、渔船等)必须产生很大的螺旋桨推进力。对于现有技术中已知的可摆动的螺旋桨喷管，在喷管环的上侧和下侧上、即在其壁板的外侧上分别设置有轴承，以用于可摆动的支承。在上侧上，所述支承通过大多法兰连接的轴(所谓的喷管杆)来实现，喷管杆又与船舶中的摆动驱动装置或转向装置相连。通过此喷管杆或旋转杆，将控制所需的转矩传递到喷管环，即：螺旋桨喷管可借助喷管杆来摆动。相反地，在下侧上存在着通过枢轴的简单支承，此支承允许实现围绕着摆动轴线或竖直轴线的摆动。这种下方支承也称为“艏柱底(Stevensohle)中的支承”。喷管环通常可朝两侧摆动约30°至35°。图6示出了现有技术中可围绕着船舶的转向轴线摆动支承的科特导流管200的实施例，其具有设置在其内部的固定的船只螺旋桨，如同从现有技术中已知的一样。科特导流管200设置在船只(此处未示出)的固定的船只螺旋桨210的周围。在此，科特导流管以约30°的角度α围绕着船只的纵轴线220摆动。箭头221代表海洋或海水的流动方向。参照流动方向，在螺旋桨的后面，固定的鳍230设置在科特导流管200上，科特式舵喷管的机动力受此鳍的积极影响。喷管的型面以下述方式选择，即科特导流管200的入口区域201(涉及流体穿过科特导流管200的方向)构造为扩张的。这意味着，入口区域的内径大于科特导流管200的余下区域中的内径。因此，提高了通过科特导流管200并朝向螺旋桨210的水流，这又改善了科特导流管的推进效率。对于已知的可摆动的螺旋桨喷管，喷管杆构成为具有完整横截面的圆柱形杆，其通常具有约250mm的直径，并在其终端区域处通过法兰板或以类似方式与喷管环相连。为此，必须在喷管环的外壁板上设置相应的配合件，即设置法兰板和额外的强化部或类似方式，或该配合件由喷管环的壁板材料构成。此强化部以及与通过强化板的复杂的法兰连接是必要的，因为由于相对较薄的实心轴和喷管环的中空体(其具有相应较薄的型面)之间的接口，可能会产生明显的问题并导致连接不稳定。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，提供一种螺旋桨喷管，其中在构造上简化喷管杆和喷管环之间的连接，并且同时是抗扭曲的，并可承受住较高的弯曲力矩。此目的通过具有权利要求1的特征的喷管杆以及通过具有权利要求7的特征的螺旋桨喷管得以实现。根据本专利技术，可摆动的螺旋桨喷管的喷管杆构成为中空体或中空圆柱体，并尤其构成为圆柱管，螺旋桨喷管围绕着此喷管杆摆动。中空体优选在其整个延伸长度上沿轴向方向(即沿着摆动轴)具有恒定的直径。当然，中空体原则上也可构成为圆锥形，或构成为具有不同直径的多个相邻的部段的台阶状，或以类似的方式和方法构成。但需指出，具有恒定直径的笔直的外形是最容易制造且在扭转和弯曲负载方面最有利的方案。喷管环可借助构成为中空体的喷管杆摆动，此喷管环设置在螺旋桨喷管的固定螺旋桨的周围，且罩住该固定螺旋桨。与本专利技术不同的是，喷管杆迄今总是实心的，尤其由锻钢制成。这种实心的具有完整横截面的喷管杆具有相对较小的直径，否则会很重。在喷管杆和薄壁喷管环进行连接时，相对较小的直径会引起以上已提到的问题。与从现有技术已知的实心喷管杆不同，构成为中空圆柱体的喷管杆具有明显更大的直径。此直径尤其至少是现有技术中已知的、传统的实心喷管杆的两倍。中空圆柱体具有在600mm至1500mm范围内的直径，此直径优选是750mm至1250mm，尤其优选是900mm至1100mm。一般来说，上述范围指的是喷管杆的外径。但原则上，内径也在上述范围内。在此有利的是，通过中空圆柱体的大直径，可达到非常好的抗扭刚性，此外还可承受很高的弯曲力矩。同时，这一点通过比实心喷管杆的情况更少的材料成本来实现。此外，可更稳定且更简单地制成喷管杆和喷管环之间的接口或连接。通过更大的直径，作用在连接区域中的力分散在更大的表面上，因此不必设置专门的加固体(例如强化板或类似物体)，此加固体应用在已知的螺旋桨喷管中。因此总的说来，通过本专利技术可实现一种螺旋桨喷管，其具有更好的抗扭刚性或可接收更高的弯曲力矩，并且其同时可尤其在喷管杆和喷管...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.22 DE 102010002213.6;2010.05.28 DE 10201001.一种喷管杆(20)，其用于可摆动的、具有用于船舶的固定螺
旋桨的螺旋桨喷管(100)，尤其用于可摆动的科特导流管，其特征在
于，喷管杆(20)构成为中空体、尤其是中空圆柱体，并优选在其整
个延伸长度上沿轴向方向具有恒定的直径，并且喷管杆(20)具有在
60cm至150cm范围内的直径，此直径优选在75cm至125cm之间，
尤其优选在90cm至110cm之间，和/或喷管杆(20)的壁厚在1cm至
10cm之间，优选在2cm至8cm之间，尤其优选在3cm至5cm之间。
2.根据权利要求1所述的喷管杆，其特征在于，喷管杆(20)
由钢制成。
3.根据权利要求1或2所述的喷管杆，其特征在于，用于喷管
杆(20)的摆动驱动装置(40)、尤其是旋转叶片驱动单元至少部分
地设置在喷管杆(20)内部，尤其设置在喷管杆(20)的端部区域内，
其中所述摆动驱动装置(40)的外部尺寸优选为基本上相当于中空圆
柱体的内部尺寸。
4.根据上述权利要求中任一项所述的喷管杆，其特征在于，在
喷管杆(20)的端部区域上设置有连接器件、尤其是大钉(24)，其
用来与用于摆动喷管杆(20)的摆动驱动装置(40)、尤其是旋转叶
片驱动单元相连，其中所述连接器件优选为可拆卸地与喷管杆(20)
相连。
5.根据权利要求4所述的喷管杆，其特征在于，所述连接器件
包括轴向轴承(22)、尤其为安装法兰(22)，用来轴向地支...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪克·莱曼，
申请(专利权)人：贝克船舶系统有限公司，
类型：发明
国别省市：