專利名稱：用于帶有噴水器的船舶的轉向設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于用于帶有噴水器(water jet unit)的船舶的轉向設備，包括轉向裝置，其可繞具有第一中心線的基本豎軸樞轉；至少一個液壓缸，其將所述液壓缸的第一端鉸鏈連接到噴水器的連接凸緣上；轉動裝置，其可連接到所述的軸上，所述軸在與所述軸有一定距離處用于連接到所述液壓缸的第二端上，所述軸用于樞轉轉向裝置；換向裝置，其設置在水平軸周圍；其余的液壓缸，其設置用來作用于換向裝置，其余液壓缸隨轉向裝置的運動而運動。
背景技術：
近來，大的噴水器越來越普遍地用于驅動大的船舶。根據已知方法利用箱形可樞轉的轉向裝置和換向裝置可實現用噴水來操縱船舶，所述轉向裝置由有力液壓缸單元來控制，所述換向裝置由其自身液壓缸來控制并懸掛在轉向裝置上。然而，液壓裝置設置在水中，即，在船體外部。由于用于液壓缸的液壓油管可能斷裂并引起液壓油泄漏到水中，這就涉及潛在的環境隱患。某些用戶希望能夠消除這種潛在的安全隱患。
如2000年7月號“Speed at Sea”中所描述的內容，提出了解決所述問題方法通過移動船尾肋骨內部的液壓活塞，并轉而控制轉向裝置和換向裝置，所述換向裝置利用連接機構懸掛在換向裝置上。由于換向裝置的定位，這些連接機構很長并且是個累贅。還會引起不希望的過多的穿透船板，對穿透船板所形成的孔不得不進行密封。由于希望在豎直方向和水平方向都能運動，這種解決方案還會導致若干鉸接，所述鉸接可引起涉及結構強度和操縱精確性的問題。
在US3,422,788中公開了這個問題的另一解決方案，其中，沒有選擇整個轉向裝置樞轉，僅類似船舵的元件樞轉，所述類似船舵的元件設置在固定的一種轉向裝置的內部。換向裝置部分懸掛在固定的轉向裝置上。因此，由于作用于換向裝置的液壓活塞沒有參與任何橫向移動，所以就解決了換向裝置的作用問題。然而，這個方案涉及許多其它大量的缺點，總之，從根本上破壞了效率。因此，不能接受這種方案。
還通過US3,807,346，已知的現有技術噴水器中，通過將液壓裝置設置在遮蔽位置中來控制轉向裝置和換向裝置。然而，這種方案展示了換向裝置橫向運動，而不能豎直運動，這是一個常規上所希望的方案。因此，這種替代結構也是所不希望的。
發明內容
本發明的目的是發現一種解決上述復雜問題的最佳方案。可通過帶有噴水器的船舶的轉向設備來實現上述目的，所述轉向設備包括轉向裝置，其可繞具有第一中心線的豎軸樞轉；至少一個液壓缸，該液壓缸的第一端鉸鏈連接到噴水器的連接凸緣上；轉動裝置，其連接到所述的軸上，用于在距所述軸一定距離處連接到所述液壓缸的第二端上用于樞轉轉向裝置；換向裝置，其設置在大體水平的水平軸周圍；一附加液壓缸，其設置用來作用于換向裝置，附加液壓缸隨轉向裝置的運動而運動，其中，所有的液壓缸設置在遮蔽空間內，所述遮蔽空間位于所述豎軸的延長線上面，及所述遮蔽空間的后端設置有狹縫形開口。
由于這個方案可能實現對液壓管和連接件的遮蔽包圍，還可實現用于自動控制轉向的位置測量裝置的遮蔽定位，并同時避免了不希望的連接機構。
本發明的其它方面內容作用于換向裝置的所述液壓缸可樞轉地懸掛在具有第二中心線的基本上水平軸上；用于所述液壓缸的所述中心線靠近或優選地與所述第一中心線相交；用于液壓缸的懸掛的第二中心線靠近或優選地與第一中心線相交；所述空間成型為一組件；用來測量轉向裝置和/或換向裝置位置的所述位置測量裝置設置在所述空間內；所述空間的所述底部至少部分設置在噴水器出口部分的上面并與噴水器出口部分相接觸；兩個液壓缸用來轉動所述轉向裝置，所述液壓缸的其中之一端部在所述軸的兩側鉸鏈連接到轉動裝置；
所述遮蔽空間的后端設置有密封的優選為用于活塞桿的狹縫形開口，所述活塞桿用于換向裝置，所述的活塞桿以密封的形式前后移動并且還可豎直移動；所述軸的所述上端設置在所述空間內。
參照附圖，更詳細地說明本發明，其中圖1示出了根據本發明的優選轉向設備的局部剖開的側視圖；圖2示出了與圖1相同的視圖、但換向裝置處于另一位置；圖3示出了根據圖1的轉向設備的局部剖開的頂視圖；圖4示出了與圖3相同的視圖、但轉向裝置處于另一位置；和圖5示出根據本發明的一種改型轉向設備的側視圖。
具體實施例方式
圖1和圖2示出了根據本發明的設備的兩個不同位置的側視圖。用常規的方法對轉向設備進行了基本設計。因此，公開了本身已知的轉向設備，包括轉向裝置6，可繞豎軸5樞轉，所述豎軸5固定在噴水出口部分20上，所述噴水出口部分20本身則裝接于船船艉構架上。而且，這種基本結構包括固定在轉向裝置每一側的橫梁裝置，其中設置有用于懸置換向裝置7的桿臂17的鉸鏈12。在圖1中，所示的換向裝置處于其未促動模式，即全速前進的位置。
在圖2中，所示的換向裝置處于促動模式，在該模式下噴水流從而被換向以實現換向力。
本設計的新特點是分別作用于轉向裝置6和換向裝置7的液壓缸2、3、9的配置。所述液壓缸2、3和9設置在上述基本結構上方的封閉空間1中。所述空間為箱形并由數個板1A-1G所限定。前板1E旨在固定到噴水器的裝接凸緣11上，而后板1G設置在距前板1E足夠距離處，以便能夠容放設置在大約相同尺寸的液壓缸2、3、9的最后部的(用于換向裝置7)的整個液壓缸9。下板1F基本上部分地水平設置并容納用于轉向裝置6的豎軸5的上端。上板1A、1B設置成可得到足夠大的空間而用于容納帶有相關周圍設備即液壓管和位置測量設備的各液壓缸。軛形擺動臂4固定在豎軸5上并可與豎軸5一起樞轉。兩個樞軸14A和14B(參照圖3)設置在所述擺動臂4的頂部，及用于轉動轉向裝置6的液壓缸2、3的前端3A、2A樞轉地設置在所述樞軸上。而且，所述擺動臂4處設置有兩個連接柄15，用于通過軸13樞轉地懸置液壓缸9，所述軸13固定在所述液壓缸9上。因此，用于換向裝置7的液壓缸9連接到軸5上，以便所述液壓缸9可隨其運動而擺動。用于懸掛液壓缸9的軸13中心線的C2設置成其與豎軸5的中心線C1相交叉。而且，液壓缸9的中心線C3(參看圖4)設置為與豎軸5的中心線C1相交叉。該懸掛意味著換向裝置7相對于液壓缸9的相對位置不受轉向裝置6的相對位置的影響。因此，即使轉向裝置轉動到不同的位置，換向裝置7不改變與轉向裝置相對位置，而不是根據本發明的液壓缸9的懸置就不是這種情況。
而且，用于作用于換向裝置7的活塞桿9A通過密封的狹縫16從箱形空間1伸出，所述狹縫16設置在箱結構的后端1G上。優選的是，對狹縫16進行密封，以便防止水流進遮蔽的空間1并且還防止可能泄漏的油從狹縫16流出。狹縫16可使液壓缸9繞軸13作樞軸轉動，這是必要的，因為在連接臂17處的用于活塞桿9A的鉸鏈21沿圓弧21A運動，這意味著當活塞桿9A運動時，液壓缸9必須能夠分別向上和向下樞轉。轉動液壓缸2、3的相應前端2A和3A繞一樞軸轉動連接，樞軸分別設置在裝接元件11A和11B處，裝接元件又牢固地連接到噴水器的裝接凸緣11上。在裝接元件11A和11B之間并于其上方且在所述空間1內設置有用于液壓油的分配室18，分別為液壓缸供和回油的液壓管19從分配室18接出。由于這種設置，分配室18和液壓管19將設置在上述空間1內的遮蔽空間中。
圖3和圖4示出了從上面看到的根據本發明的轉向設備。圖3中，所示轉向設備處于擺出位置，轉向裝置6處于相對于主體延伸部傾斜的位置以便進行偏轉。
在圖4中，所示轉向裝置6處于折入位置，即當換向裝置7不促動時用于逕直向前驅動。圖4中的位置可通過液壓缸2、3處于活塞桿的每一端2B、3B位于與噴水器裝接凸緣11平行的共同平面上的位置來實現。從這個位置，通過推出下部(如圖中所示)液壓缸3的活塞桿并同時壓迫上部(如圖中所示)液壓缸2的活塞桿，擺動臂4繞豎軸5擺動，以便轉向裝置6相對于噴水器裝接凸緣11成一定角度，從而引起偏舵。
由于本發明，實現了液壓設備的遮蔽裝放，而無需使用長而累贅的連桿機構。再者，根據本發明的模件原理(module principle)，可用簡單的方法對現有的配置進行改進，因此，液壓設備的遮蔽裝放可以隨后安裝。
在圖5中，簡要示出了根據本發明的一個改型。所示為出口部分20的側視圖，及與上述設計基本相同的轉向裝置6。在其他方面，圖中僅示出了與上述優選實施例有變化的元件。重要的不同點是液壓缸9在豎軸5的頂部固定裝接到裝接裝置15A上(其優選為凸緣形式)。液壓缸9設置有相應的凸緣9B，以便能夠牢靠地將液壓缸9裝接到裝放接裝置15A上。因此，活塞桿9A可僅在相應于活塞桿9A的中心線C3延長線的一個和相同的水平面內移動。為了補償對于連桿臂17(沒有示出)的鉸鏈21的曲線21A的運動，設置了中間連桿17A。該連桿17A的一端樞轉連接到臂鉸鏈21上及另一端樞轉連接到活塞鉸鏈9C上。如上所述，該液壓缸(優選的是，還有其它液壓缸，其沒有示出)罩放在大體封閉的空間1中，在一端具有用于活塞桿9A的水平延伸的狹縫16，使得活塞桿9A可自由地移進/移出并橫向移動。還有在本實施例中，優選地對狹縫16進行密封。在這樣的連接中，有利的是液壓活塞桿9A在豎直平面上不作任何樞轉運動，即活塞桿9將獨立于換向裝置7而在相對于狹縫16的相同水平面內運動。
本發明不限于上述的內容，可在權利要求的范圍內有所變化。因此，應該意識到，不必具有兩個液壓缸來作用于擺動臂，在某些特定的情況下，僅用一個液壓缸就足夠了。然而，優選使用兩個對稱設置的液壓缸來用于轉動，并不只是出于可靠/安全的原因。而且，應該理解，還可采用相同原理通過連桿機構來平行連接若干相鄰設置的轉向設備。
不應該對短語“連接到噴水器的裝接凸緣11”進行狹義的解釋，而應該意識到，“連接”可以是(在許多情況下)間接的，即通過一個或若干個中間元件形成的連接。然而，重要的是該“連接”設計為其可傳遞所需的力，且在通常情況下意味著其基本上是剛性的。也應意識到，可在船艉后部進行“連接”，而不是在噴水器處進行“連接”。關鍵在于“連接”在船固定部處進行。應該理解，封閉空間1不必在所有的情況下都借助于狹縫16處的密封設置進行密封。而且，應該理解，若使用了密封，不必在各種安裝中完全密封密封封閉空間1。在某些安裝中，阻止大部分水流進出封閉空間1就足夠了。而且，應該理解，所述狹縫形開口16應做廣義理解，可供替代的方案包括，通過使用疊置、柔性或可動的可使活塞在其間運動的密封元件，開口可以是半閉/開的。
權利要求
1.一種帶有噴水器的船舶轉向設備，所述轉向設備包括a)轉向裝置(6)，可繞具有第一中心線(C1)的基本上鉛直的軸(5)樞轉；b)至少一個液壓缸(2，3)，其第一端(2A，3A)鉸鏈于噴水器的連接凸緣上；c)連接于所述的軸(5)的轉動裝置(4)，裝接于所述液壓缸的距所述軸(5)某一距離處的第二端(2B，3B)而用于樞轉轉向裝置(6)；d)圍繞一基本上水平軸(12)設置的換向裝置(7)；e)一設置用來作用于換向裝置(7)的附加液壓缸(9)，該附加液壓缸(9)追隨轉向裝置(6)的運動，其特征在于，所有液壓缸(2，3，9)設置在位于所述豎軸(5)延伸部上方的遮蔽空間(1)內，所述遮蔽空間(1)在后端(1G)處設置有一狹縫形開口(16)。
2.根據權利要求1所述轉向設備，其特征在于，設置用來作用于換向裝置(7)的所述液壓缸(9)圍繞一具有第二中心線(C2)的基本上水平的軸(13)樞轉地懸置。
3.根據權利要求2所述轉向設備，其特征在于，所述液壓缸(9)的所述中心線(C3)靠近所述第一中心線(C1)，或優選地與所述第一中心線(C1)相交。
4.根據權利要求2所述轉向設備，其特征在于，用于液壓缸(9)的懸置軸(13)的第二中心線(C2)靠近所述第一中心線(C1)，或優選地與之相交。
5.根據權利要求1所述轉向設備，其特征在于，所述空間(1)形成為一模件。
6.根據權利要求1所述轉向設備，其特征在于，用來測量轉向裝置(6)和/或換向裝置(7)位置的位置測量裝置設置在所述空間內。
7.根據權利要求1所述轉向設備，其特征在于，所述空間(1)的底部(1F)至少部分設置在噴水器出口部分(20)的頂部上并與之相接觸。
8.根據權利要求1所述轉向設備，其特征在于，兩個鉸接于所述轉向裝置(4)的液壓缸(2，3)用于轉動所述轉向裝置(6)，所述液壓缸(2，3)的第一端部(2A，3A)位于所述軸(5)的兩側。
9.根據權利要求1所述轉向設備，其特征在于，所述遮蔽空間(1)在后端(1G)處設置有用于換向裝置(7)的活塞桿(9A)的密封的開口(16)，使得所述活塞桿以密封的形式在狹縫(16)中水平移動并且還可豎直移動。
10.根據權利要求1所述轉向設備，其特征在于，所述軸(5)的上端位于所述空間(1)內。
全文摘要
本發明涉及用于帶有噴水器船舶的轉向設備，所述轉向設備包括轉向裝置，其可繞具有第一中心線的豎軸樞轉；至少一個液壓缸，其可將液壓缸的第一端鉸鏈連接到噴水器的連接凸緣上；轉動裝置，其可連接到所述的軸上，所述軸在與所述軸有一定距離處用于連接到所述液壓缸的第二端上；換向裝置，用于樞轉轉向裝置，所述換向裝置設置在水平軸的周圍；其它的液壓缸，其設置用來作用換向裝置，其它的液壓缸隨轉向裝置的運動而運動，其特征在于，所有的液壓缸設置在遮蔽空間內，所述遮蔽空間位于所述豎軸的延長線上面。
文檔編號B63H11/11GK1471484SQ01817818
公開日2004年1月28日 申請日期2001年11月14日 優先權日2000年11月14日
發明者克里斯特·黑格, 斯文-岡納·卡爾森, 克里斯特 黑格, 閱傘たǘ 申請人:羅爾斯-羅伊斯股份公司