船翼穩(wěn)定器,方法和船舶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種用于穩(wěn)定船舶的船翼穩(wěn)定器、一種用于生產(chǎn)這類船翼穩(wěn)定器的方法以及一種船舶。
【背景技術(shù)】
[0002]為了在出現(xiàn)波浪時抵抗以及消減側(cè)翻運(yùn)動常常在船上安裝船翼穩(wěn)定器。該船翼穩(wěn)定器通常安裝在吃水線以下的船兩側(cè)。因?yàn)樵谡{(diào)整船翼穩(wěn)定器的過程要傳導(dǎo)很大的扭矩到至少由一個船翼構(gòu)成的船翼穩(wěn)定器上，因此傳統(tǒng)上是以鋼結(jié)構(gòu)方式構(gòu)建。然而由于鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方式船翼有很大的自重。為了降低重量德國專利DE 10 2007 044 698 B4中建議以塑料結(jié)構(gòu)形式去構(gòu)建船翼內(nèi)結(jié)構(gòu)。對此用于和船舶端的船翼驅(qū)動裝置的傳動軸相連接的船翼端的支座是基于塑料的，置入船翼外殼中的內(nèi)殼同樣是基于塑料的。該內(nèi)殼包裹著驅(qū)動軸支座以及相應(yīng)的支撐元件，然后在側(cè)面被分隔，并在其內(nèi)填充泡沫。
[0003]公開文獻(xiàn)US3 818 959 A公開了一種能被低價制造且容易替換的對于船舶而言由塑料材質(zhì)構(gòu)成的船翼穩(wěn)定器。在文獻(xiàn)DE 34 38 518 Al中已知一種用于船舶的船翼，其中船翼有一個通過前緣切開水面的下部的部件和一個上部的保持件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，制作一種以輕型結(jié)構(gòu)構(gòu)成用于穩(wěn)定船舶的船翼穩(wěn)定器，其以小質(zhì)量在針對彎曲、很高的集中負(fù)載和類似的情況時允許很高的穩(wěn)固性。此外本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種生產(chǎn)該類船翼穩(wěn)定器的方法以及一種至少極大的減少側(cè)傾的船舶。
[0005]用于穩(wěn)定船舶的按照本發(fā)明的船翼穩(wěn)定器有至少一個船翼，其能通過船舶端的船翼驅(qū)動裝置偏轉(zhuǎn)。該船翼有通過加固結(jié)構(gòu)加固的外殼。根據(jù)本發(fā)明該加固結(jié)構(gòu)具有基于金屬的中心結(jié)構(gòu)和基于塑料的纏繞結(jié)構(gòu)，所述中心結(jié)構(gòu)具有用于與船翼驅(qū)動裝置建立有效連接的連接裝置。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的船翼穩(wěn)定器以混合結(jié)構(gòu)方式制造，由此它在小質(zhì)量情況下有高負(fù)載能力?；诮饘俚闹行慕Y(jié)構(gòu)使如下成為可能，即由船翼驅(qū)動裝置導(dǎo)入的扭矩持續(xù)的且可信賴的傳導(dǎo)到船翼穩(wěn)定器中。因此在扭矩傳導(dǎo)或外力作用時可阻止船翼穩(wěn)定器的破壞。用于中心結(jié)構(gòu)優(yōu)選的材料是鋼。鋼材料可在船舶工程中應(yīng)用、易于控制且相對廉價。在優(yōu)選方案中，中心結(jié)構(gòu)是焊接的。為了預(yù)防或阻止例如由鋼制成的中心結(jié)構(gòu)的腐蝕可在中心結(jié)構(gòu)上涂覆相應(yīng)的底漆。基于塑料的纏繞結(jié)構(gòu)以小質(zhì)量能夠?qū)崿F(xiàn)高穩(wěn)固性。此外關(guān)于所描繪的幾何體該纏繞結(jié)構(gòu)允許很高的自由度，因?yàn)槔p繞材料、如帶寬和線寬能夠根據(jù)各幾何體的復(fù)雜度選擇。此外該纏繞原則上以高自動化程度實(shí)施。
[0007]在優(yōu)選方案中纏繞結(jié)構(gòu)有嵌入到塑料基體內(nèi)和交錯的纖維繩，并且纏繞結(jié)構(gòu)包圍中心結(jié)構(gòu)。纏繞結(jié)構(gòu)的纖維繩有定型的以及支撐的功能，在固化狀態(tài)下構(gòu)成了桿，所述桿又通過其交叉的走向構(gòu)成桁架結(jié)構(gòu)，其能夠?qū)⑴ぞ睾土鬟f至在中心結(jié)構(gòu)對側(cè)的船翼穩(wěn)定器部段中。在優(yōu)選方案中纖維繩由被樹脂浸漬過的碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維和類似材料構(gòu)成。從加工工藝的角度來看樹脂或塑料基體在優(yōu)選方案中基于熱塑性塑料，然而也能夠基于熱固性塑料。
[0008]在優(yōu)選方案中，中心結(jié)構(gòu)有兩個間隔的基于金屬的加固元件，所述加固元件通過連接裝置互相連接。在優(yōu)選方案中該加固元件從前緣延伸至船翼穩(wěn)定器的后緣。優(yōu)選由它們決定船翼穩(wěn)定器的輪廓和支撐外殼。因此在優(yōu)選方案中該加固元件是縱向構(gòu)架。特別地中心結(jié)構(gòu)是H形，其中一對加固元件在前緣和后緣間對于船翼可靠的分?jǐn)傌?fù)載。例如為了承載船翼驅(qū)動裝置的驅(qū)動軸，連接裝置有圓柱形支座。
[0009]為了在中心結(jié)構(gòu)以外實(shí)現(xiàn)船翼穩(wěn)定器額外的穩(wěn)固性如下情況具有優(yōu)勢，S卩加固結(jié)構(gòu)具有用于相對中心結(jié)構(gòu)附加地支承或安置纖維繩的輔助結(jié)構(gòu)。通過輔助結(jié)構(gòu)簡化纖維繩的組成，此外達(dá)到了纏繞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。
[0010]因?yàn)橹饕皇峭ㄟ^輔助結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)偏轉(zhuǎn)船翼穩(wěn)定器的扭矩，而是輔助結(jié)構(gòu)主要有支撐纏繞結(jié)構(gòu)的功能，因此其輔助加固元件能夠由比中心結(jié)構(gòu)端的加固元件較輕的或穩(wěn)固性/堅固性降低的材料構(gòu)成。在優(yōu)選方案中輔助加固元件由塑料構(gòu)成或有嵌入增強(qiáng)纖維的塑料基體。例如增強(qiáng)纖維是碳纖維、玻璃纖維或相應(yīng)的纖維無屈曲織物、普通纖維紡織物和類似的材料。例如基體材料是熱固性塑料和熱塑性材料。該輔助加固元件在優(yōu)選方案中從前緣延伸至船翼穩(wěn)定器的后緣。優(yōu)選由它們決定船翼穩(wěn)定器的輪廓和支撐外殼。因此在優(yōu)選方案中該加固元件是縱向構(gòu)架。
[0011]為了在優(yōu)選基于金屬的位于連接裝置區(qū)域的中心結(jié)構(gòu)的加固元件間靠近輪廓線引導(dǎo)纏繞如下情況具有優(yōu)勢，即在基于金屬的加固元件間至少安裝一個輔助結(jié)構(gòu)的輔助加固元件。此外由此那一個加固元件進(jìn)一步安裝在船翼的中間，通過此扭矩通過一個比在中心結(jié)構(gòu)端加固元件狹窄間隔更大的區(qū)域被傳遞至船翼。
[0012]在船翼頂端保護(hù)船翼穩(wěn)定器免于在接觸障礙物時破損，這可通過如下方式實(shí)現(xiàn)，即船翼頂端的輔助結(jié)構(gòu)的輔助加固元件作為基于金屬的加固元件。在優(yōu)選方案中該加固元件由與中心結(jié)構(gòu)相同的金屬材料構(gòu)成。該加固元件在優(yōu)選方案中如同其他的加固元件在前緣和后緣間延伸且用作縱向構(gòu)架。
[0013]當(dāng)纖維繩是至少一根經(jīng)多次鋪設(shè)的連續(xù)纖維的纖維部段時，纏繞結(jié)構(gòu)能夠很好的展示技術(shù)特性。這個至少由一根構(gòu)成的連續(xù)纖維只要圍繞著中心結(jié)構(gòu)和/或輔助結(jié)構(gòu)引導(dǎo)，直到纖維繩有其理論橫截面或理論穩(wěn)固性。
[0014]當(dāng)纖維繩被安置在凸緣之后的加固元件和輔助加固元件的切口處，在交叉區(qū)域能夠簡化纖維繩的匯集。通過凸緣如下可被實(shí)現(xiàn)，即纖維繩在鋪設(shè)中被固定位置且不會再次從切口中滑出或拉出。同時通過凸緣可簡化靠近輪廓的外殼的引導(dǎo)。
[0015]為了避免在不可預(yù)知的前緣端的碰撞中纏繞結(jié)構(gòu)的破損，船翼在前緣區(qū)域不需要纏繞結(jié)構(gòu)且有碰撞保護(hù)件。例如該碰撞保護(hù)件有大量嵌入到塑料基體中的纖維繩。該纖維繩和塑料基體在優(yōu)選方案中由與那些纏繞結(jié)構(gòu)相同的材料構(gòu)成。因此碰撞保護(hù)件的涂覆可以在和纏繞結(jié)構(gòu)相同的設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。在另一個實(shí)施例中碰撞保護(hù)件是一個管狀體，其沿著前緣延伸。該管狀體因?yàn)樾螤畹脑驌碛懈叻€(wěn)固性且例如被安置在加固元件和輔助加固元件的凹槽中，使得它在外周側(cè)上在局部上被引導(dǎo)。在優(yōu)選方案中它由金屬或合金構(gòu)成。
[0016]為了在主船翼上安裝后緣端尾翼如下情況具有優(yōu)勢，即船翼或主船翼具有無纏繞結(jié)構(gòu)的用于連接尾翼的連接區(qū)域。因此纏繞結(jié)構(gòu)并沒有阻礙尾翼的連接，這直接或間接實(shí)現(xiàn)尾翼的簡單固定。
[0017]為了實(shí)現(xiàn)在具有鋁船體的船舶上應(yīng)用船翼穩(wěn)定器，如下情況具有優(yōu)勢，即外殼是基于塑料的。因此在船翼穩(wěn)定器區(qū)域可阻止鋁船體的腐蝕。在優(yōu)選方案中外殼是大量的浸漬樹脂的纖維增強(qiáng)的層壓板。
[0018]當(dāng)纏繞結(jié)構(gòu)嵌入到連接材料中，使得和外殼內(nèi)部相連時，可信賴的實(shí)施外殼與纏繞結(jié)構(gòu)的連接。例如連接材料是作為粘合劑的有效的泡沫。
[0019]在按照本發(fā)明的船翼穩(wěn)定器的一種按照本發(fā)明的生產(chǎn)方法中首先組建加固結(jié)構(gòu)。對此制造中心結(jié)構(gòu)和輔助結(jié)構(gòu)。然后這兩個結(jié)構(gòu)被纖維繩纏繞，因此形成了纏繞結(jié)構(gòu)。之后是可選的碰撞保護(hù)件的構(gòu)建。接著實(shí)現(xiàn)外殼的生產(chǎn)。對此至少一個外殼層壓板被引入到造型工具的下部模具中和至少一個外殼層壓板被引入到造型工具的上部模具中。外層壓板在內(nèi)部配有連接材料，連接材料在優(yōu)選方案中這樣厚地涂覆，以致于在固化狀態(tài)下連接材料將纏繞結(jié)構(gòu)完全浸入在其中。然后將船翼穩(wěn)定器的加固結(jié)構(gòu)置入下部模具中，上部模具下降到下部磨具上。該造型工具被閉合，船翼穩(wěn)定器固化。在固化之后打開造型工具，對上下外殼間的連接邊緣后處理。
[0020]按照本發(fā)明的方法以一個快速、技術(shù)上簡單的且靈活的船翼穩(wěn)定器構(gòu)造出眾。特別地在按照本發(fā)明的方法中不需要密閉的造型工具，因?yàn)橥鈿ぶ挥泻鼙〉谋诤穸?。作為樹脂材料對于塑料基體優(yōu)選熱塑性塑料，因?yàn)檫@種材料達(dá)到固化比熱固性塑料達(dá)到固化要求更低的溫度。在使用按照本發(fā)明的船翼穩(wěn)定器中出現(xiàn)的溫度遠(yuǎn)在熱塑性塑料的軟化溫度之下。
[0021]優(yōu)選的船舶有至少一個按照本發(fā)明的船翼穩(wěn)定器。因此該船舶，特別是海船，有很高的穩(wěn)固性且有輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的船翼穩(wěn)定器，其除了簡化的裝配外因?yàn)闇p少自重還能極大的抵抗側(cè)翻運(yùn)動。
【附圖說明】
[0022]接下來將通過示意圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例。圖中示出:
[0023]圖1示出一種按照本發(fā)明的船翼穩(wěn)定器的前視圖，其裝配在船體上
[0024]圖2示出按照本發(fā)明的船翼穩(wěn)定器的第一種實(shí)施例，
[0025]圖3示出圖2的細(xì)節(jié)圖，
[0026]圖4不出第一種實(shí)施例的前視圖，
[0027]圖5示出第一種實(shí)施例的后視圖，
[0028]圖6示出按照本發(fā)明的船翼穩(wěn)定器的第二種實(shí)施例和
[0029]圖7示出按照本發(fā)明的船翼穩(wěn)定器的第三種實(shí)施例的部分區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1中表示了