[0001] Die Erfindung betrifft eine Rudervorrichtung für ein Wasserfahrzeug mit den im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
[0002] Den Ausgangspunkt der Erfindung bilden Rudervorrichtungen mit einem Spatenruder.
Spatenruder weisen in der Regel einen innerhalb eines Wasserfahrzeugs in einem Gleitlager
gelagerten Ruderschaft auf, an dem außenseitig des Wasserfahrzeugs ein trapezförmiges,
halbelliptisches oder elliptisches Ruderblatt angeordnet ist.
[0003] Es sind sowohl aus Stahl als auch aus Faserverbundwerkstoff ausgebildete Ruderschäfte
bekannt. Ruderschäfte aus Faserverbundwerkstoff zeichnen sich durch ihr vergleichsweise
geringes Gewicht aus. Werden diese Ruderschäfte aber in größeren Rudervorrichtungen
und insbesondere in Rudervorrichtungen, bei denen das Ruder mittels eines Linearantriebs
über einen an dem Ruderschaft befestigten Ruderhebel verstellt wird, eingesetzt, ist
der Ruderschaft konstruktiv aufwendig mit einem metallischen, vorzugsweise aus Stahl
ausgebildeten Endstück ausgestattet, an dem die verhältnismäßig großen Drehmomente
in den Ruderschaft eingeleitet werden. Dieses Endstück bildet dann das von dem Ruderblatt
abgewandte Ende des Ruderschaftes.
[0004] Da eine direkte Lagerung des Ruderschaftes in dem erforderlichen Gleitlager mit einem
erheblichen Verschleiß des Ruderschaftes verbunden wäre, ist es erforderlich, den
Ruderschaft in dem Bereich, in dem er durch das Gleitlager geführt ist, außenseitig
mit einem Laufring aus einem Lagermaterial auszustatten. Sowohl das Erfordernis eines
stählernen Endstücks als auch eines Lagerings machen die Herstellung eines Ruderschaftes
aus Faserverbundwerkstoff gegenüber der Herstellung eines Ruderschaftes aus Stahl,
bei dem es sich um ein einfaches Schmiedeteil handeln kann, aufwendig und damit kostspielig.
[0005] Ein weiterer Nachteil von Ruderschäften aus Faserverbundwerkstoff mit einem stählernen
Endstück und einem Laufring ist darin zu sehen, dass der Laufring aufgrund des das
Ende des Ruderschaftes bildenden Endstücks mit vergleichsweise großem Abstand von
dem Ende des Ruderschaftes angeordnet sein muss, obwohl die Lagerung des Ruderschaftes
idealerweise an dem im Inneren des Wasserfahrzeugs angeordneten Ende des Ruderschaftes
erfolgen sollte.
[0006] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rudervorrichtung
mit einem aus Faserverbundwerkstoff ausgebildeten Ruderschaft eines Spatenruders zu
schaffen, die die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Rudervorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Rudervorrichtung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. Hierbei können
gemäß der Erfindung die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale jeweils für sich,
aber auch in geeigneter Kombination die erfindungsgemäße Lösung nach Anspruch 1 weiter
ausgestalten.
[0008] Die erfindungsgemäße Rudervorrichtung für ein Wasserfahrzeug weist ein Spatenruder
mit einem durch die Außenwandung des Wasserfahrzeugs geführten Ruderschaft auf. In
üblicher Weise ist an dem außenseitig des Wasserfahrzeugs befindlichen Abschnitt des
Ruderschaftes ein vorzugsweise aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildetes Ruderblatt
angeordnet. Der Ruderschaft ist ebenfalls aus einem Faserverbundwerkstoff, beispielsweise
aus glas- oder kohlefaserverstärktem Kunststoff und zwecks Gewichtseinsparung bevorzugt
hohl ausgebildet. Innerhalb des Wasserfahrzeugs ist der Ruderschaft in einem Gleitlager
gelagert und dort, d.h. ebenfalls innerhalb des Wasserfahrzeugs mit einem um eine
Längsachse des Ruderschaftes schwenkbaren Ruderhebel bewegungsgekoppelt. Bei dem Gleitlager
handelt es sich um ein Radiallager.
[0009] Gemäß der Erfindung ist an dem innerhalb des Wasserfahrzeugs angeordneten Ende des
Ruderschaftes ein Befestigungsbauteil für den Ruderhebel angeordnet, das gleichzeitig
einen Teil des Gleitlagers bildet. Das Befestigungsbauteil ist drehfest mit dem Ruderschaft
verbunden. Einerseits erfolgt an diesem Befestigungsbauteil die Drehmomenteinleitung
in den Ruderschaft über den mit dem Befestigungsbauteil verbundenen Ruderhebel, andererseits
bildet das Befestigungsbauteil aber auch die Kontaktfläche zu einer in dem Wasserfahrzeug
starr angeordneten äußeren Lagerbuchse des Gleitlagers. Auf diese Weise ist der bislang
außenseitig des Ruderschaftes angeordnete separate Laufring zur Gleitlagerung nicht
mehr erforderlich. Weiter vorteilhaft erfolgen sowohl die Drehmomenteinleitung in
den Ruderschaft als auch die Lagerung des Ruderschaftes in unmittelbarer Nähe des
innerhalb des Wasserfahrzeugs angeordneten Endes des Ruderschaftes. Dies ermöglicht
eine sehr kompakte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rudervorrichtung und macht
sie insbesondere zum Einsatz in einem Unterseeboot geeignet, bei dem die Rudervorrichtungen
als Tiefenruder verwendet werden können, die mit Ausnahme des Ruderblattes üblicherweise
in dem vergleichsweise beengten Zwischenraum zwischen dem Druckkörper des Unterseeboots
und einer außenseitig des Druckkörpers angeordneten Außenhaut angeordnet sind.
[0010] Das Befestigungsbauteil ist zweckmäßigerweise aus einem Material ausgebildet, welches
einerseits gute Festigkeitseigenschaften und andererseits gute Lagereigenschaften
aufweist. Bevorzugt ist das Befestigungsbauteil aus Stahl ausgebildet. Die das Befestigungsbauteil
umgebenden Laufflächen der Lagerbuchsen können in bekannter Weise z. B. aus Sintermetallen,
Keramik, Graphit oder Kunststoff ausgebildet sein.
[0011] Vorteilhaft kann das Befestigungsbauteil mit dem Ruderschaft mittels einer Klebverbindung
verbunden sein. Demzufolge weisen der Ruderschaft und das Befestigungsbauteil zumindest
eine gemeinsame, möglichst großflächige Kontaktzone auf, in der sie mittels eines
geeigneten Klebstoffs stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
[0012] Daneben kann es auch zweckmäßig sein, das Befestigungsbauteil mit dem Ruderschaft
mittels Formschlusselementen, wie z. B. Niete, Stifte oder Passschrauben zu verbinden.
Hierzu sind zweckmäßigerweise sowohl an dem Befestigungsbauteil als auch an dem Ruderschaft
Ausnehmungen und/oder Durchbrechungen vorzusehen, wobei ein Formschlusselement gleichzeitig
in eine an dem Befestigungsbauteil ausgebildete Ausnehmung oder Durchbrechung und
in eine an dem Ruderschaft ausgebildete Ausnehmung oder Durchbrechung eingreift. Besonders
vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der das Befestigungsbauteil mit dem Ruderschaft
verklebt ist, wobei die Klebverbindung von Befestigungsbauteil und Ruderschaft mit
Formschlusselementen oben genannter Art zusätzlich gesichert wird.
[0013] Das Befestigungsbauteil weist vorteilhaft einen Beschlag auf, an dem der Ruderhebel
formschlüssig festgelegt ist. Dieser Beschlag ist vorzugsweise an dem Befestigungsbauteil
in einem Bereich in Verlängerung des Ruderschaftes, d. h. in Richtung der Längsachse
des Ruderschaftes hinter dem Ende des Ruderschaftes ausgebildet, wo er zweckmäßigerweise
achsgleich mit dem Ruderschaft vorsteht. An dem Beschlag kann der Ruderschaft beispielsweise
angeflanscht sein.
[0014] Bevorzugt wird der Beschlag von einem Vorsprung mit einem nicht rotationssymmetrischen
und vorzugsweise polygonen Querschnitt gebildet, der an einer von dem Ruderschaft
abgewandten Stirnseite des Befestigungsteils auskragt. Dieser Vorsprung greift vorteilhaft
in eine an dem Ruderhebel ausgebildete Ausnehmung bzw. Durchbrechung ein, deren Querschnitt
mit dem Querschnitt des Vorsprungs korrespondiert. Auf diese Weise ist der Ruderhebel
in seiner Schwenkrichtung formschlüssig an dem Befestigungsbauteil festgelegt.
[0015] Vorzugsweise ist zumindest ein innerhalb des Wasserfahrzeugs angeordneter Endabschnitt
des Ruderschaftes hohl ausgebildet. Korrespondierend zum Außen- und Innendurchmesser
des Ruderschaftes in diesem Endabschnitt, in dem der Ruderschaft zweckmäßigerweise
zylindrisch ausgebildet ist, ist an dem Befestigungsbauteil bevorzugt eine zu dem
Querschnitt des Ruderschaftes komplementäre Ringnut ausgebildet, in die der Ruderschaft
eingreift. Auf diese Weise bildet sowohl die Außenwand des Ruderschaftes als auch
dessen Innenwand Kontaktflächen mit dem Befestigungsbauteil, an denen der Ruderschaft
mit dem Befestigungsbauteil jeweils mittels einer Klebverbindung verbunden sein kann,
was eine besonders sichere Verbindung von Ruderschaft und Befestigungsbauteil gewährleistet.
[0016] Weiter bevorzugt weisen eine die Ringnut begrenzende Außenwandung und eine die Ringnut
begrenzende Innenwandung des Befestigungsbauteils sowie der Ruderschaft jeweils mindestens
eine hinsichtlich ihrer Lage und ihres Querschnitts korrespondierende Durchbrechung
zur Aufnahme eines Formschlusselementes auf. Die Durchbrechungen, die an den die Ringnut
begrenzenden Außen- und Innenwandungen ausgebildet sind, erstrecken sich in radialer
Richtung durch das Befestigungsbauteil. Korrespondierend hierzu erstreckt sich auch
die zumindest eine an dem Ruderschaft ausgebildete Durchbrechung radial durch den
Ruderschaft. Wenn der Ruderschaft in die an dem Befestigungsbauteil ausgebildete Ringnut
eingreift und der Ruderschaft in der Ringnut derart ausgerichtet ist, dass die zumindest
eine Durchbrechung an der Außenwandung, die zumindest eine Durchbrechung an der Innenwandung
und die zumindest eine Durchbrechung an dem Ruderschaft miteinander fluchten, bilden
sie gemeinsam einen länglichen Aufnahmeraum für ein Formschlusselement, das den Ruderschaft
in Richtung seiner Längsachse an dem Befestigungsbauteil festlegt. In radialer Richtung
ist der Ruderschaft an dem Befestigungsbauteil durch Formschluss mit den die Ringnut
des Befestigungsbauteils begrenzenden Seitenwänden festgelegt.
[0017] Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- schematisch vereinfacht und teilweise geschnitten dargestellt eine Rudervorrichtung
eines Unterseeboots in einer Seitenansicht,
- Fig. 2
- in einer Schnittansicht ein Befestigungsbauteil der Rudervorrichtung nach Fig. 1 und
- Fig. 3
- das Befestigungsbauteil nach Fig. 2 in einer Draufsicht.
[0018] Fig. 1 zeigt einen Außenhautbereich eines Unterseeboots mit einer Außenhaut 2, die
außenseitig beabstandet von einem nicht dargestellten Druckkörper des Unterseeboots
angeordnet ist. An der Außenhaut 2 ist eine Durchbrechung 4 ausgebildet. Durch die
Durchbrechung 4 führt ein Rohr 6 in den Zwischenraum zwischen der Außenhaut 2 und
dem Druckkörper des Unterseeboots.
[0019] Das Rohr 6 bildet einen Ruderkoker für einen in Fig. 1 gestrichelt dargestellten
Ruderschaft 8 eines Spatenruders einer Rudervorrichtung 10. Der Ruderschaft 8 ist
aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet. An einem außenseitig der Außenhaut 2
angeordneten Abschnitt des Ruderschaftes 8 ist ein ebenfalls aus einem Faserverbundwerkstoff
ausgebildetes Ruderblatt 12 angeordnet. Hierbei greift der zylindrische Ruderschaft
8, der sich in einem äußeren Endabschnitt konisch verjüngt, in eine an dem Ruderblatt
12 ausgebildete, mit den Abmessungen des Ruderschaftes 8 korrespondierende Durchbrechung
ein. Dort ist der Ruderschaft 8 mit dem Ruderblatt 12 stoffschlüssig mittels einer
Klebverbindung verbunden.
[0020] In dem Rohr 6 ist der Ruderschaft 8 drehbeweglich gelagert. Hierzu sind in dem Rohr
6 in einem durch die Durchbrechung 4 der Außenhaut führenden Endabschnitt ein radiales
Gleitlager 14 und an dem hiervon abgewandten Ende des Rohres 6 ein weiteres radiales
Gleitlager 16 angeordnet. An dem in der Lagerbuchse des Gleitlagers 14 befindlichen
Bereich ist der Ruderschaft 8 mit einer metallischen Ummantelung versehen. In der
Lagerbuchse des Gleitlagers 16 erfolgt die Lagerung des Ruderschaftes 8 durch ein
an dem von dem Ruderblatt 12 abgewandten Ende des Ruderschaftes 8 befestigtes Befestigungsbauteil
18. Die Lagerbuchsen der Gleitlager 14 und 16 sind bevorzugt aus Kunststoff ausgebildet.
[0021] Das Befestigungsbauteil 18 ist aus Stahl ausgebildet. Es weist einen zylindrischen
Abschnitt 20 auf, dessen Außendurchmesser mit dem Innendurchmesser der Lagerbuchse
des Gleitlagers 16 korrespondiert. Der Abschnitt 20 des Befestigungsbauteils 18 bildet
einen Teil des Gleitlagers 16. An einer Stirnseite 22 des Abschnitts 20 ist ein Vorsprung
24 ausgebildet, der sich in Richtung einer Längsachse A des Befestigungsbauteils 18
erstreckt. Der Vorsprung 24 weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf,
wobei die Querschnittsfläche kleiner als diejenige des Abschnitts 20 des Befestigungsbauteils
18 ist.
[0022] An dem Befestigungsbauteil 18 ist eine Durchbrechung 26 ausgebildet, die sich in
Richtung der Längsachse A durch das gesamte Befestigungsbauteil 18 erstreckt. Ausgehend
von einer Stirnseite 28 des Abschnitts 20 verjüngt sich die Durchbrechung 26 unter
Bildung eines ersten Absatzes 30 und eines nachfolgenden Absatzes 32.
[0023] Radial außenseitig ist an dem Absatz 30 eine um den gesamten Umfang des Absatzes
30 verlaufende Ringnut 34 ausgebildet. Der Außendurchmesser der Ringnut 34 entspricht
im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Ruderschaftes 8 in dessen zylindrischen Abschnitt
und ihre Breite im Wesentlichen der Wandstärke des Ruderschaftes 8. Der Ruderschaft
8 greift in die Ringnut 34 ein, wobei er an seiner äußeren Mantelfläche mit einer
über den gesamten Umfang verlaufenden Klebschicht 36 versehen ist und so mit dem Befestigungsbauteil
18 stoffschlüssig verbunden ist.
[0024] An dem Abschnitt 20 des Befestigungsbauteils 18 sind über den Außenumfang des Abschnitts
20 gleichmäßig verteilt acht Durchbrechungen 38 ausgebildet, die sich ausgehend von
dem Außenumfang des Abschnitts 20 radial durch eine die Ringnut 34 außenseitig begrenzende
Außenwandung 40 und durch eine die Ringnut 34 innenseitig begrenzende Innenwandung
42 bis zu der Durchbrechung 26 erstrecken.
[0025] Korrespondierend zu den Durchbrechungen 38 sind an dem Ruderschaft 8 acht Durchbrechungen
44 ausgebildet, die sich radial durch die Außenwandung des Ruderschaftes 8 erstrecken.
Der Ruderschaft 8 greift so in die Ringnut 32 des Befestigungsbauteils 18 ein, dass
die an ihm ausgebildeten Durchbrechungen 44 mit den an dem Abschnitt 20 ausgebildeten
Durchbrechungen 38 fluchten, so dass die Durchbrechungen 38 und 44 jeweils eine gemeinsame
Durchbrechung bilden. In diese Durchbrechungen werden in der Zeichnung nicht dargestellte
Formschlusselemente in Form von Stiften eingesetzt, so dass das Befestigungsbauteil
18 zusätzlich zu der Klebverbindung auch formschlüssig an dem Ruderschaft 18 festgelegt
ist.
[0026] Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, weist der an dem Befestigungsbauteil 18 ausgebildete
Vorsprung 24 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Der Vorsprung 24
dient als Beschlag für einen an dem Befestigungsbauteil 18 befestigten Ruderhebel
46 (Fig. 1). Der Ruderhebel 46 ist mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten
Linearantriebs, bei dem es sich bevorzugt um einen Hydraulikzylinder handelt, um die
Längsachse A des Befestigungsbauteils 18 schwenkbar. Er weist eine Durchbrechung auf,
deren Querschnitt mit dem Querschnitt des Vorsprungs 24 korrespondiert. In diese Durchbrechung
des Ruderhebels 46 greift der Vorsprung 24 des Befestigungsbauteils 18 ein, wodurch
der Ruderhebel 46 in seiner Schwenkrichtung formschlüssig mit dem Befestigungsbauteil
18 verbunden ist.
Bezugszeichenliste
[0027]
- 2 -
- Außenhaut
- 4 -
- Durchbrechung
- 6 -
- Rohr
- 8 -
- Ruderschaft
- 10 -
- Rudervorrichtung
- 12 -
- Ruderblatt
- 14 -
- Gleitlager
- 16 -
- Gleitlager
- 18 -
- Befestigungsbauteil
- 20 -
- Abschnitt
- 22 -
- Stirnseite
- 24 -
- Vorsprung
- 26 -
- Durchbrechung
- 28 -
- Stirnseite
- 30 -
- Absatz
- 32 -
- Absatz
- 34 -
- Ringnut
- 36 -
- Klebschicht
- 38 -
- Durchbrechung
- 40 -
- Außenwandung
- 42 -
- Innenwandung
- 44 -
- Durchbrechung
- 46 -
- Ruderhebel
- A -
- Längsachse
1. Rudervorrichtung (10) für ein Wasserfahrzeug, mit einem Spatenruder, dessen durch
die Außenwandung des Wasserfahrzeugs geführter, aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildeter
Ruderschaft (8) innerhalb des Wasserfahrzeugs in einem Gleitlager (16) gelagert ist
und dort mit einem um eine Längsachse des Ruderschaftes (8) schwenkbaren Ruderhebel
(46) bewegungsgekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem innerhalb des Wasserfahrzeugs angeordneten Ende des Ruderschaftes (8) ein
Befestigungsbauteil (18) für den Ruderhebel (46) angeordnet ist, welches einen Teil
des Gleitlagers (16) bildet.
2. Rudervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsbauteil (18) mit dem Ruderschaft (8) mittels einer Klebverbindung
verbunden ist.
3. Rudervorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsbauteil (18) mit dem Ruderschaft (8) mittels Formschlusselementen
verbunden ist.
4. Rudervorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsbauteil (18) einen Beschlag aufweist, an welchem der Ruderhebel (46)
formschlüssig festgelegt ist.
5. Rudervorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschlag von einem Vorsprung (24) mit einem nicht rotationssymmetrischen, vorzugsweise
polygonen Querschnitt gebildet wird.
6. Rudervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein innerhalb des Wasserfahrzeugs angeordneter Endabschnitt des Ruderschaftes
(8) hohl ausgebildet ist und an dem Befestigungsbauteil (18) eine hierzu komplementäre
Ringnut (34) ausgebildet ist, in die der Ruderschaft (8) eingreift.
7. Rudervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Ringnut (34) begrenzende Außenwandung (40) und eine die Ringnut (34) begrenzende
Innenwandung (42) des Befestigungsbauteils (18) und der Ruderschaft (8) jeweils mindestens
eine hinsichtlich ihrer Lage und ihres Querschnitts korrespondierende Durchbrechung
(38, 44) zur Aufnahme eines Formschlusselements aufweisen.