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舵杆

阅读：177发布：2020-05-13

IPRDB可以提供舵杆专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且为了实现用于水上运输工具的船舵的舵杆内的更好的特性，将被插入船舵且将被装配在船舵内的舵杆的至少下端区域具有非金属材料。，下面是舵杆专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于水上运输工具的船舵(100)的舵杆(40)，其中，至少待插入所述船舵(100)且装配在所述船舵(100)内的所述舵杆(40)的下端区域(42)包括由纤维复合材料制成的管，其中在所述舵杆(40)的所述下端区域(42)内，装备有支承所述舵杆(40)的中空的支撑体(70)以对抗外部力作用，其中，所述支撑体(70)设置在所述下端区域(42)的所述管内。

2.如权利要求1所述的舵杆，其特征在于，

所述舵杆(40)主要由以纤维复合材料制成的管(46)组成，其中，将与所述水上运输工具的舵机(11)连接的所述舵杆(40)的上端区域(41)由金属材料制成。

3.如权利要求1或2所述的舵杆，其特征在于，

至少舵杆(40)的下端区域(42)插入船舵(100)中并且被安装在船舵(100)中，船舵(100)具有纤维复合材料和/或其中支撑体由金属制成。

4.如权利要求1所述的舵杆，其特征在于，

所述支撑体(70)与所述管永久连接。

5.如权利要求1所述的舵杆，其特征在于，

所述支撑体(70)包括力传送/装配部件(43)，所述力传送/装配部件(43)从所述舵杆(40)的所述下端区域(42)突起，用于将所述舵杆(40)固定在舵叶(30)上。

6.如权利要求1所述的舵杆，其特征在于，

所述支撑体(70)的表面的至少一部分区域以波浪形设计。

7.如权利要求1所述的舵杆，其特征在于，

弯曲弹性地设计所述支撑体(70)。

8.如权利要求1所述的舵杆，其特征在于，

所述支撑体(70)设计为两部分，其中，两个支撑体部分(71，72)中的至少一个，具有从所述支撑体部分(71；72)突起的环绕的环形的网(712；722)，其通过形成中空空间(73)，并通过过盈配合零件，与另一支撑体部分连接。

9.如权利要求1所述的舵杆，其特征在于，

所述舵杆(40)至少在其下端区域(42)包括包覆所述舵杆(40)的保护性衬垫(47)。

10.如权利要求9所述的舵杆，其特征在于，所述包覆舵杆(40)的保护性衬垫(47)由金属制成。

11.一种用于水上运输工具的船舵(100)，包括舵叶(30)和舵杆(40)，其中所述舵杆(40)部分插入到所述舵叶(30)中，且通过布置在所述舵叶(30)内的轴承(21)装配至少部分布置在所述舵叶(30)内的所述舵杆(40)的下端区域(42)，其特征在于，至少所述舵杆(40)的下端区域(42)具有由纤维复合材料制成的管，在所述舵杆(40)的下端区域(42)内，装备有支承所述舵杆(40)的中空的支撑体(70)以对抗外部力作用，其中，所述支撑体(70)设置在所述下端区域(42)的所述管内，并且其中，所述支撑体(70)布置在所述舵叶(30)内的所述舵杆(40)的装配区域和/或所述舵杆(40)上的舵叶连接区域(301)内。

12.如权利要求11所述的船舵，其特征在于，

在所述下端区域(42)内装备有包覆所述舵杆(40)、由金属制成的保护性衬垫(47)，其中，所述保护性衬垫(47)布置在所述舵叶(30)内的舵杆(40)的装配区域和/或所述舵杆(40)上的舵叶连接区域(301)内。

13.如权利要求11所述的船舵，其特征在于，

所述船舵(100)包括如权利要求1～9之一的舵杆(40)。

14.一种待插入用于水上运输工具的船舵(100)且待装配在所述船舵(100)内的舵杆(40)，其特征在于，所述舵杆(40)的下端区域(42)包括中空的支撑体(70)，用于支撑所述舵杆(40)的下端区域(42)以对抗外部力作用，围绕其布置有纤维复合材料。

15.如权利要求14所述的舵杆，其特征在于，

依据权利要求5～8之一设计所述支撑体(70)。

16.一种生产待插入用于水上运输工具的船舵(100)且待装配在所述船舵内的舵杆(40)的下端区域(42)的方法，其特征在于，装备中空的支撑体(70)，用于支撑所述舵杆(40)的下端区域(42)以对抗外部力作用，且围绕所述支撑体(70)至少部分缠绕纤维材料。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，

通过所述方法生产如权利要求14或15的下端区域(42)。

18.一种生产用于水上运输工具的船舵(100)的舵杆(40)的方法，包括以下步骤：a.)准备由金属制成的中空的支撑体(70)，

b.)准备缠绕心轴(80)，

c.)紧挨所述支撑体(70)布置所述缠绕心轴(80)，d.)通过围绕所述支撑体(70)且围绕所述缠绕心轴(80)缠绕纤维材料来创建纤维复合管(46)，e.)移除所述缠绕心轴(80)，以及

f.)固定由金属材料制成的、且将在背对所述支撑体(70)的所述纤维复合管(46)的端部与舵机(11)连接的上端区域(41)。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，

所述支撑体(70)设计为两部分，第一支撑体部分(71)用于步骤a.)、c.)和d.)，且在执行步骤e.)之后，通过背对所述第一支撑体部分(71)的所述纤维复合管(46)的端部将第二支撑体部分(72)插入所述纤维复合管(46)之中，且将第二支撑体部分(72)通过所述纤维复合管(46)移升至所述第一支撑体部分(71)，并将其与所述第一支撑体部分(71)和/或所述纤维复合管(46)连接。

20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，通过所述方法生产如权利要求1～9之一的舵杆(40)。

21.一种用于水上运输工具的船舵的舵杆，可通过以下步骤获得：a.)准备由金属制成的中空的支撑体(70)，

b.)准备缠绕心轴(80)，

c.)紧挨所述支撑体(70)布置所述缠绕心轴(80)，d.)通过围绕所述支撑体(70)且围绕所述缠绕心轴(80)缠绕纤维材料来创建纤维复合管(46)，e.)固定由金属材料制成的、且将在背对所述支撑体(70)的所述纤维复合管(46)的端部与舵机(11)连接的上端区域(41)。

说明书全文

舵杆

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于水上运输工具(water vehicles)的船舵的舵杆。

背景技术

[0002] 水上运输工具、尤其是船舶甲板上所装备的舵机的控制运动通常通过舵杆传送给船舵。用于水上运输工具的船舵的舵杆主要由金属，尤其是锻钢制成。尤其是在如集装箱船、油轮或游轮的商用船舶的情况下，需要具有较大长度的舵杆，部分具有超过10m的长度。在锻造这些类型的舵杆期间，由于世界范围内具有相应生产能力的锻工相对较少，可能会产生困难。另外，这种舵杆通常也具有大的直径，从而具有大的重量，其在极端的情况下可以超过100t的极限。这就转而需要船舶中舵杆的支架和悬架以及舵杆上舵叶的专门且稳定的构造。

[0003] 舵杆通常具有圆形截面且承受弯曲压力和扭转压力，其中，待承受的、正在发生的弯曲荷载通常比扭转荷载高好几倍。基于此原因，必须相对于其抗弯刚度或强度来相应地设计舵杆，且高质量的锻钢材料主要用在商用船舶中。因此舵杆与使用在其它技术领域(例如汽车构造)的轴不同，该其它技术领域完全或至少主要频繁地承受扭转压力。而且，舵杆在其尺寸方面与其它轴不同。因此，用于水上运输工具的船舵的舵杆，尤其是适合于本发明的，通常至少为3m长，且至少为3.5t重。

[0004] 此外，尤其在具有承受高压的螺旋桨的快速船舶中，会产生极其高的舵力，该舵力至少部分地传送至舵杆。因此，它必须具有足够的强度和抗弯刚度。根据所使用的船舵的类型，这些要求还可以提高。因此，例如在铲舵的情况下，该铲舵在尾柱底骨(sole piece)中既没有舵托(rudder horn)也没有额外的枢轴内轴承，舵杆对于待提高的力要求最高。

[0005] 为了减少重量，尤其是用于较大船舵的较大舵杆的重量，并且仍保留足够的抗弯强度和抗扭刚度，申请人的DE 20 2005 013 583 U1中提供了设计一种舵杆以使该舵杆的上、下端区域由金属材料(尤其是锻钢)制成，且与该两端区域相互连接的中间部分由非金属材料(尤其是纤维复合材料)制成。通过由非金属材料制成的中间部分的设计，可实现舵杆的重量有益地减小。而且，仅仅是该舵杆的下、上端区域需要由锻钢制造。对于端部区域的生产，通常可以利用比生产具有由锻钢制造的更长的整个舵杆更强的锻造能力。

[0006] 舵杆的上端区域通常装配在水上运输工具内部，且与舵机机械连接，以使得舵机的控制运动可以传送给船舵。相反，当在船舵内安放并装配舵杆时，舵杆的下端区域被插入船舵中。在具有舵托的半铲舵的情况下，可以在舵托的外部进行装配。

发明内容

[0007] 本发明的目的是为了详细说明用于水上运输工具的船舵的舵杆，相对于从该技术的现有状态所获知的舵杆，其具有更好的特性，尤其是减小的重量。

[0008] 通过具有权利要求1的特征的、用于水上运输工具的船舵的舵杆解决了基于本发明的目的。

[0009] 因此，就本发明来说，舵杆的下端区域具有非金属材料，尤其是纤维复合材料，或者个别地，该下端区域由该材料制成。舵杆的下端区域包括舵杆的末端，其被插入处于已安装状态下的船舵内，且被装配在船舵/叶内。(就具有舵托的半铲舵而言，船舵也会被装配在舵托本身内。在本发明的上下文中，认为舵托是船舵的一部分以使得通常可以将舵托内装配的情况认为是船舵内的装配。)因此，通过对舵杆的下端区域使用非金属材料来使得舵杆的重量总体上得以减小是有益的。另外，相对于由锻钢制成的下舵杆端部区域，舵杆的直径也可以得到减小。

[0010] 将纤维复合材料，尤其是碳纤维复合材料用作非金属材料。也可以使用纤维复合塑料或者其它纤维复合材料。尤其可以将石墨纤维用作碳纤维。使用非金属材料(尤其是纤维复合材料)的优点在于更小的重量，而且在纤维复合材料的情况下其优点在于材料的高刚性和高强度。尤其对于具有承受高压的螺旋桨的快速船舶来说，在舵杆的下端区域也使用非金属材料是合适的，该下端区域装配在船舵内或者个别装配在舵托内，且为舵杆的受最高荷载、尤其是弯曲荷载影响的那部分。

[0011] 在本发明的优选实施例中，舵杆的下端区域和布置在舵杆的下端与上端区域之间、且与两个端区域相互连接的中间区域二者均具有非金属材料，尤其是纤维复合材料。舵杆的上端区域也可以具有非金属材料，从而使得整个舵杆具有非金属材料或者个别地由非金属材料制成。由纤维复合材料制成的舵杆的主要设计在其它的事项中具有较大的优势，即相对于整个由金属(尤其是锻钢)制成的传统的舵杆，舵杆的重量可以大大减小。因此，根据本发明由纤维复合材料制成的舵杆可以具有由锻钢制成的可比较的舵杆的一半至四分之一的重量。

[0012] 在这方面，尤其优选的是，舵杆主要由纤维复合材料制成的管子所形成。然而，如合适，将与水上运输工具的舵机连接的舵杆的上端区域也可以由金属材料(尤其是锻钢)制成。从而由锻钢制成的上端区域永久地与纤维复合管连接。为了确保舵杆与连接区域内的船舶的舵机相兼容，由金属材料制成的舵杆的上端区域的设计会是有益的。舵杆的上端区域与舵机的连接可以通过例如螺栓连接以及现有技术中其它合适的连接方式来实施。

[0013] 在本方面，术语“管(子)”意思是任意的长中空体，其中，出于技术制造的原因，本纤维复合管优选设计为呈圆柱形，且在管子的整个长度上具有一致的直径。另外，留在舵杆内的一个或更多个其它的主体，例如缠绕心轴等，通常可以布置在纤维复合中空体内。对于这种舵杆的生产，尤其是现有技术中的缠绕方法可以用于纤维复合材料，其中将纤维绕圆柱形缠绕心轴等进行缠绕。然而，一般来说，由于在舵杆的上部区域具有较小的力，从而较小的直径是足够的，因此管子也可以设计为朝向上端区域作为锥形筒或者个别地作为椎体。如果舵杆的上端区域由金属制成，因此尤其可以实现纤维复合或个别地为碳纤维增强管与金属上端区域之间的连接，因为，面朝纤维复合管的侧面上的上端区域具有针样突起，围绕该突起，可以缠绕纤维复合材料管的纤维。可替换或附加地，可以用适当的粘合剂粘合，例如树脂等。例如，可以在上杆端和中间的舵杆区域之间设计由金属材料制成的上端区域与纤维复合管之间的连接，其类似于公开于DE 20 2005013 583 U1中的连接。因此专门引用DE 20 2005 013 583 U1中所公开的内容作为本发明的一个目的。

[0014] 通过该实施例，在下端区域也具有纤维复合材料的舵杆可以以相对容易的方式进行生产。而且，有益的是，舵杆的中间区域也由纤维复合材料制成，以使得舵杆在其下端区域和中间区域之间不具有转换点。这与现有技术中的舵杆是相反的，现有技术中的舵杆，中间区域由纤维复合材料制成，且两个端部区域由金属制成，因此通过下端区域和中间区域之间的连接区域在舵杆内产生了潜在的疵点。另外，该连接区域通常具有高的弯曲荷载，从而可能会潜在地对舵杆产生损坏。相反，在舵杆的上端区域和中间区域之间的连接区域内，弯曲荷载相当低，因此此处预期不会有损坏。另外，在舵杆的下端区域与连接于该下端区域的中间区域之间不具有转换点时连续设计舵杆的情况下，可以选择较小的舵杆截面，这对总体上船舵的重量和体积有益。

[0015] 出于技术制造的原因，舵杆被设计为纤维复合管，且因此具有中空空间。然而，大量设计由非金属材料制成的舵杆通常也是可能的。

[0016] 为了始终确保足够的强度，尤其是抗弯强度，也在具有相当大体积且从而在舵杆上施加相当高荷载的船舵的情况下，提供了本发明的又一优选实施例，其在舵杆的下端区域内装备有支撑体。该支撑体设计为支撑舵杆以对抗外部力作用，尤其是对抗弯曲荷载。该支撑体优选由金属制成，例如钢或者不锈钢。分别基于其材料性质或强度，由钢制成的支撑体是有益的。这种支撑体可以通过例如旋床的方式等，例如制造为分离的，从而装备在下端区域上或者分别插入其中。然而，通常也可能容易地设计由非金属材料制成的支撑体，例如纤维复合塑料等。就以中空方式设计的舵杆或者个别地以中空方式设计的舵杆的下端区域来说，将支撑体布置在舵杆内尤其是有益的。在这方面，本实施例可以有益地装备有设计为纤维复合管的舵杆。装备下端区域内的支撑体是有益的，因为舵杆上的最高的荷载通常出现在那里。

[0017] 通常会以任意合适的形式或尺寸设计支撑体，只要其对舵杆的下端区域产生对抗外部力作用的支撑作用。如果中空舵杆内的支撑体布置在舵杆内，对其进行有益地设计以使得其完全或者至少部分倚靠舵杆，从而影响舵杆的力可以至少部分被传送至支撑体。在这一方面尤其是有益的：支撑体永久地与管子连接。一方面，由此提高了舵杆与支撑体之间的相互连接以及支撑效果；另一方面，确保了支撑体始终位于该位置，这实现了最好的支撑效果。依赖于所选择的材料，支撑体的体积和布置，支撑体与舵杆之间的连接会以不同的、合适的方式出现。例如，此处命名收缩配合、配件装配和粘合的设计。

[0018] 另外，尤其就布置于舵杆的下端区域内的支撑体来说，如果为了将安装力传送入碳纤维增强体内，其在舵杆上具有用于安装舵叶的力传送/装配部件，是有益的。这种力传送/装配部件优选自舵杆在舵杆的纵向方向突起。尤其可以装备力传送/装配部件以确保固定舵叶和舵杆。在尤其优选的典型实施例中，力传送/装配部件具有用于布置于舵叶内的螺母(尤其是液压螺母等)的螺纹。

[0019] 在本发明的另一优选实施例中，其中支撑体至少部分倚靠在舵杆的下端区域上，支撑区域的表面的至少一部分区域设计为形成结构和/或轮廓的。具体来说，该实施例在布置于内部的支撑体方面是有益的，形成舵杆的碳纤维增强或个别地碳纤维复合管已围绕该支撑体被缠绕。通过分别提供该结构或轮廓，增强了支撑体与管子之间的相互连接。

[0020] 因此将该支撑体有益地设计为使其具有弹性，尤其是弯曲弹性性质。术语“弹性”在此上下文中是可以理解的，因为支撑体被设计为使得其在力作用下歪斜，即，其在力作用(尽管仅仅是轻微的)下的初始形状可以改变，并在作用力消失时回到其初始形状。在此方面，支撑体的弯曲弹性设计是有益的，因为下舵杆区域主要承受弯曲压力。因此，如果合适，在没有此直接导致支撑体断裂等的高的荷载时，支撑体可能会在极其高的弯曲荷载的情况下屈曲。在这方面，支撑体具有某些弹性性质是有益的。如果合适，小的形状变化对于前述目的来说会是足够的。

[0021] 在本实施例中，优选将支撑体设计为中空体。有益地，由于设计为中空体，在下端区域插入舵杆内、且倚靠舵杆的该支撑体可以在高弯曲荷载的情况下朝向中空空间向内变形。在大量设计的支撑体没有间隙地布置在舵杆内时，这种类型的弹性变形，尤其是对于由金属制成的支撑体来说，会是困难的。

[0022] 另外，支撑体有益地设计为两部分，其中优选两个支撑体部分至少之一，尤其优选两部分，具有自该支撑体部分突起的、环绕的，尤其是环形的网，其可通过形成中空空间(尤其是通过过盈配合零件)而与其它的支撑体部分连接。

[0023] 通过此实施例，两个分离的支撑体部分可以简单的方式设计，两部分被结合为一体，成为一支撑体，该支撑体形成中空空间。这种方式大大简化了舵杆内的生产及安装。突起的网优选布置在外部区域，以使得其放置在舵杆的内表面，并支撑它。如果现在施加高的弯曲荷载，支撑体的网区域可以朝向中空区域向内移动，从而在不损坏支撑体的情况下屈曲。一般来说也有可能由多于两个部分来装配该支撑体。

[0024] 相应内轴承内舵杆的装配以及舵杆与舵叶的连接都发生在舵杆的下端区域的区域内。在这两种情况下，此处将力由外部施加到舵杆的外壳。为了分别保护舵杆免受这些力作用的损坏或者提高其总体稳定性或强度，有益地装备了至少部分包覆下端区域的保护性衬垫。因此，有益地，以圆柱形方式设计保护性衬垫。此外，有益地，保护性衬垫相对于舵杆的外部外壳位于其整个内部表面，且通过合适的固定方法永久地与其连接，例如通过收缩配合。该保护性衬垫有益地由金属，尤其是不锈钢制成。

[0025] 如上所列，由于舵杆上的最高的荷载出现在位于下端区域的舵叶连接区域内轴承和/或内轴承内的舵杆安装区域内，该支撑体有益地布置在该两个区域之一内，或者尤其是优选两个前述区域内(内轴承和舵叶连接)。类似，保护性衬垫有益地布置在两个所命名的区域内或二者之一内。

[0026] 此外，通过舵杆的下端区域解决了基于本发明的目的，该舵杆包括用于对抗外部力作用而支撑舵杆的下末端区域的支撑体，围绕该支撑体，布置了非金属材料，尤其是纤维复合材料。因此，支撑体至少部分被非金属材料所遮盖或封闭。在使用纤维复合材料时，为了由此确定支撑体与舵杆的下端区域的剩余部位之间的最可能的相互连接，将纤维直接缠绕至支撑体上或者至少缠绕至该支撑体的部分区域上是有益的。

[0027] 此外，通过生产舵杆的下端区域的方法解决了基于本发明的目的，该舵杆待插入用于水上运输工具(尤其是具有承受高压力的螺旋桨的快速船舶)的船舵内，且待装配在船舵内，在该船舵内装备了尤其是由金属制成的、用于对抗外部力作用而支撑舵杆的末端区域的支撑体，且围绕该支撑体缠绕纤维材料。

[0028] 此外，通过生产用于水上运输工具(尤其是具有承受高压力的螺旋桨的快速船舶)的船舵的舵杆的方法解决了本发明的目的，其包括以下步骤：

[0029] a.)准备支撑体，尤其是由金属制成的，

[0030] b.)准备缠绕心轴，

[0031] c.)紧挨该支撑体布置缠绕心轴，

[0032] d.)通过围绕该支撑体并围绕该缠绕心轴缠绕纤维材料来创建纤维复合管，[0033] e.)如果合适，移除缠绕心轴，以及

[0034] f.)如果合适，固定优选由金属材料制成的、且将在背对该支撑体的纤维复合管的端部与舵机连接的上端区域。

[0035] 对于根据本发明的方法，装备了支撑体或个别地至少一个支撑体以及缠绕心轴，且二者均紧挨彼此(优选邻近彼此)布置。缠绕心轴通常是频繁使用在纤维复合材料的生产中的圆柱形体，该纤维材料围绕该圆柱形体缠绕。在缠绕并完成待缠绕或者个别地待制造的该圆柱形体之后，频繁地将该缠绕心轴从该圆柱形体移除。这种缠绕心轴通常也被称为“心轴”。然而，通常也可以装备缠绕心轴，因为在缠绕该纤维复合体或者个别地为纤维复合管之后，其仍然在纤维复合管内。这可以是这种情况，尤其是非圆柱形缠绕心轴的情况，例如锥形缠绕心轴。

[0036] 在布置缠绕心轴和支撑体之后，围绕支撑体和缠绕心轴缠绕纤维材料，以便形成舵杆体。如果合适，在完成缠绕并完成由纤维复合材料制成的舵杆或者该舵杆的部分之后，移除该缠绕心轴。此外，如果合适，优选由金属材料制成的、且将与水上运输工具的舵机连接的上端区域现在可以附着至形成舵杆的纤维复合管。由于支撑体布置在纤维复合管的下端区域内，上端区域有益地布置在位于与支撑体相对布置的纤维复合管的端部上。

[0037] 支撑体优选设计为两部分，且仅仅第一支撑体部分用于执行前述步骤a.)、c.)和d.)。在完成缠绕以及移除缠绕心轴之后，通过背对支撑体的纤维复合管的末端将第二支撑体部分插入纤维复合管，且将第二支撑体部分移升至第一支撑体部分。然后，第二支撑体部分有益地，且与第一支撑体部分和/或纤维复合管永久连接。

附图说明

[0038] 本发明的优选实施例如附图中所示。该附图概要地显示在：

[0039] 图1船舵，其装备在船舶的船尾区域内、具有布置在舵干内的舵杆，[0040] 图2舵杆的视图，

[0041] 图3具有支撑体的舵杆的下端区域的剖视图，以及

[0042] 图4具有缠绕心轴的第一支撑体部分的剖视图。

具体实施方式

[0043] 图1示出了依据本发明的具有舵杆40、舵叶30和舵干20的船舵100。舵干20设计为悬臂梁，其上端20b与船体10永久连接。下舵干端部20a深深插入舵叶30内。舵干20设计为中空的舵干管。在该内部，其上端区域布置为根据本发明的舵杆40，该舵杆40与装备在船体10内的舵机11连接。通过插入舵叶20内的整个舵干20装备了舵杆40，且该舵干在舵干端部20a之上突起。舵杆40的底端区域42整体布置在舵叶30内。

[0044] 船舵100设计为具有可通过鳍操舵32操纵的鳍板31的铲舵，且在船体10的航向布置在船舶螺旋桨12下面。然而，在设计为半铲舵(具有舵托)的船舵中或者在通过枢轴内轴承装配在尾柱底骨内的船舵中使用依据本发明的舵杆40通常也可能是容易的。

[0045] 图2示出了舵杆40的视图。舵杆40被细分为三个区域，即，上舵杆端区域41、中间舵杆区域45和下舵杆端区域42。上、下舵杆端区域41、42各自直接与中间舵杆区域45毗连。上端区域41可以与船体10的舵机11连接，且由锻钢制成。“锻钢”是指含碳量少于0.8％的铁。相反，中间舵杆区域45与下舵杆端区域42由纤维复合材料制成，尤其是碳纤维。具体地，中间舵杆区域45与下端区域42主要由连续主干管制成，该连续主干管是由纤维复合材料制成的。中间舵杆区域45和下端区域42的纤维复合材料由参考数字60指出。
相对于舵杆40具有更小直径的针形力传送/装配部件43在舵杆40的轴向方向自下端区域42突起。由锻钢制成的上端区域41具有在舵杆40的轴向方向朝向中间舵杆区域45突起的针，该针用参考数字51指出，可以围绕该针缠绕面向上端区域41的中间舵杆区域45的部分。通常也可以使用其它连接方式，例如粘合等。

[0046] 图3示出了舵杆的下端区域42的纵截面。下端区域42包括由纤维复合材料制成的纤维复合管46。纤维复合管46(主要)形成舵杆40，其中在下端区域42的纤维复合管46内部装备有支撑体70。支撑体70设计为两部分，且包括第一支撑体部分71和第二支撑体部分72。第一支撑体部分71布置在纤维复合管46的自由端461上。它包括布置在纤维复合管46的端部461之上的基体711，网712放置在纤维复合管46上，其为环绕的，且布置在基体711之上的外部，且自此位置突起进入纤维复合管46内。第一支撑体部分71整体放置于纤维复合管46内部。突起的网向其末端逐渐变细，以使得网之间的中空空间远离基体711成圆锥形地膨胀。第一支撑体部分71的外部区域或者个别地该外部表面设计为波浪形或个别地为轮廓的方式。主要的圆柱形力传送/装配部件43，其具有比舵杆40更小的横截面，且在远离舵杆43的方向自基体711突起。力传送/装配部件43的表面上具有螺纹431。液压螺母33被拧到力传送/装配部件43的螺纹431上。一方面液压螺母33设计为紧固舵叶31内的舵杆40。另一方面，液压螺母33在舵叶连接区域301内的舵杆和舵叶
30之间创建过盈配合零件。在舵叶连接区域301内，舵叶30邻近舵杆40或者个别地邻近由不锈钢制成的、通过过盈配合零件包覆下端区域42内的舵杆40的保护性衬垫47。保护性衬垫47位于纤维复合管46的外部的外壳上，且在整个舵叶连接区域301范围内从纤维复合管46的自由端461延伸至舵干20的下舵干端部20a。在舵干20与保护性衬垫47之间装备有用于将舵杆40装配于舵干20内的轴承(内轴承)21。在舵叶连接区域301内，舵杆40设计成圆锥形，且朝向自由端461逐渐变细。

[0047] 类似第一支撑体部分71，第二支撑体部分72用其整个外表面倚靠纤维复合管46的内部，且主要具有一个大的基体721。环绕的网722布置在基体721之上的外部，且在纤维复合管46的自由端461的方向自此基体721突起。在网712、722的端部区域，第一和第二支撑体部分71、72通过毗邻的过盈配合零件、网712、722的楔形端部区域连接。包括中空空间73，且被网712、722和基体711、721所邻接的支撑体70通过网区域内的两个支撑体部分71、72的连接而形成。基体711、721二者与力传送/装配部件43具有近似中心钻孔7111、7121，用于供螺杆等穿过。通过该中空空间，在内轴承21与舵叶连接区域301之间的最大荷载区域内的支撑体70发生弹性变形进入中空空间73内，因此产生了一种类型的弹簧作用。

[0048] 图4示出了图3的第一支撑体部分71。环绕地放置，且其整个表面倚靠网712内部的缠绕心轴80的端部区域在网712的内部啮合。缠绕心轴80包括圆柱形滚轴81，在其上放置了为适应待缠绕舵杆40的尺寸而改装或者个别地为适应第一支撑体部分71的尺寸而改装的心轴适配器82。第一支撑体部分71的力传送/装配部件43由夹持工具83的法兰831所夹持。此外，夹持工具83具有钉子套管832，可以附着围绕钉子套管在滚轴或线轴上缠绕的纤维材料(未示出)。由钉子套管832所夹持的被缠绕的材料可围绕第一支撑体部分71的具有轮廓的外部区域从而还围绕缠绕心轴80被盘绕，以便形成纤维复合管46。在完成纤维复合管46之后，绕线铁芯80和(如果合适)夹持工具83从第一支撑体部分
71的夹持件移除。此外，现在可以通过布置为从第一支撑体部分71移除的纤维复合管46的端部插入第二支撑体部分72，并将其移升至第一支撑体部分71。一旦这两个支撑体部分
71、72连接到一起，可以确定二者之间的过盈配合零件，从而确定支撑体70。该过盈配合零件可以在插入纤维复合管46以及随后的管46内的加热之前例如通过冰冻第二支撑体部分
72而产生。

[0049] 参考列表

[0050] 100船舵

[0051] 10船体

[0052] 11舵机

[0053] 12船舶螺旋桨

[0054] 20舵干

[0055] 20a下舵干端部

[0056] 20b上舵干端部

[0057] 21内轴承

[0058] 30舵叶

[0059] 31鳍板

[0060] 32鳍板转向

[0061] 33液压螺母

[0062] 301舵叶连接区域

[0063] 40舵杆

[0064] 41上端区域

[0065] 42下端区域

[0066] 43力传送/装配部件

[0067] 45中间舵杆区域

[0068] 46纤维复合管

[0069] 47保护性衬垫

[0070] 431螺纹

[0071] 461自由端

[0072] 51针

[0073] 60纤维复合材料的线圈

[0074] 70支撑体

[0075] 71第一支撑体部分

[0076] 72第二支撑体部分

[0077] 73中空空间

[0078] 711基体

[0079] 712网

[0080] 721基体

[0081] 722网

[0082] 7111钻孔

[0083] 7121钻孔

[0084] 80缠绕心轴

[0085] 81滚轴

[0086] 82心轴适配器

[0087] 83夹持工具

[0088] 831法兰

[0089] 832钉子套管

标题	发布/更新时间	阅读量
舵杆-专利编号CN101857083B	2020-05-13	177
船舵-专利编号CN105209338B	2020-05-11	539
舵机-专利编号CN106231845A	2020-05-12	766
船舵-专利编号CN105209338A	2020-05-11	737
船舵-专利编号CN104627347A	2020-05-12	416
曲向导流悬挂舵-专利编号CN105438430A	2020-05-11	901
舵桨-专利编号CN103402868A	2020-05-13	597
舵杆与舵叶锥孔的装配方法-专利编号CN108838637A	2020-05-11	864
翼舵-专利编号CN101559828B	2020-05-13	879
蜗杆舵机-专利编号CN208651542U	2020-05-12	583

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