(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. B63H 25/38 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2012/11 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Ster podwieszony przenoszący duże obciążenia (30) Pierwszeństwo: DE U (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2007/21 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2012/11 (73) Uprawniony z patentu: IBMV Maritime Innovationsgesellschaft mbh für die gewerbliche Wirtschaft in Mecklenburg-Vorpommern, Rostock, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 DIRK LEHMANN, Winsen, DE BJÖRN WALTHER, Rostock, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Mariusz Kondrat KONDRAT KANCELARIA PRAWNO-PATENTOWA Al. Niepodległości 223/ Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 Opis Wynalazek dotyczy statku o cechach charakterystycznych według części przedznamiennej zastrzeżenia 1. Na kierunek płynięcia statku można oddziaływać w pożądany sposób za pomocą steru. Fachowcom z dziedziny budowy okrętów bądź inżynierom budowy okrętów znane są między innymi stery podwieszone, częściowo podwieszone albo półpodwieszone. Pióro sterowe jest przy tym trwale związane z trzonem steru, który wchodzi do wnętrza kadłuba statku i za pomocą siłownika napędu steru jest obracany w znany sposób, tak, aby ustawić pióro sterowe pod pożądanym kątem w stosunku do kadłuba statku. Pióro sterowe jest przy tym na ogół umieszczone pod kadłubem statku w taki sposób, że jest ono opływane przez strumień zaśrubowy generowany przez śrubę w celu napędzania statku. Jeżeli pióro sterowe znajduje się w położeniu odchylonym, to zwłaszcza przy dużych prędkościach statku powstają duże momenty sił, które działają na to pióro sterowe. Aby lepiej wykorzystać te momenty sił i łatwiej sterować kadłubem statku, opracowano stery półpodwieszone albo częściowo podwieszone, które mocuje się do właściwego pióra sterowego, na przykład przegubowo, do elementu mocującego ster. W DE A1 ujawniono statek o cechach charakterystycznych według części przedznamiennej zastrzeżenia 1. W tym sterze podwieszonym poddawanym dużym obciążeniom pióro sterowe, wraz z trzonem steru zamontowano w tulei trzonu steru. Do osadzenia tulei trzonu steru służy dodatkowa nieruchoma głowica kierująca, zamontowana przed tuleją trzonu steru, patrząc w kierunku ruchu statku, łącząca tuleję z kadłubem statku, przy czym tuleja trzonu steru znajduje się w tej głowicy kierującej. Tym samym, głowica kierująca może przenosić siły i obciążenia występujące przy ustawianiu pióra sterowego na kadłub statku, skutkiem czego w szczególności konstrukcja tulei trzonu steru może być mniej masywna. Przy tym głowicę kierującą zaprojektowano w taki sposób, że jej dolna krawędź rozszerza się w kierunku strumienia zaśrubowego, przy czym przewidziano ułożyskowanie trzonu steru poniżej zwężającego się strumienia śrubowego. Dzięki temu osiąga się to, że strumień zaśrubowy w całości opływa dolną część obracającego się pióra sterowego, a tym samym powierzchnia dostępna do zmiany kierunku ruchu zostaje zmaksymalizowana. 1

3 Takie wymiary głowicy kierującej mogą jednak sprawiać, że na pióro sterowe będą nadal działały znaczne siły i obciążenia. Skutkiem czego, dla większej trwałości pióro sterowe musi mieć większy przekrój, a odpowiednio do tego głowica kierująca musi również mieć dostatecznie duże wymiary, przez co opór przepływu steru podwieszonego przenoszącego duże obciążenia zwiększa się w niepożądany sposób. W przypadku takiego steru podwieszonego przenoszącego duże obciążenia, konstrukcja tulei trzonu steru musi być wzmocniona. Z DE A1 znany jest statek, znamienny tym, że posiada on tuleję trzonu steru połączoną z trwale zamocowaną do kadłuba statku głowicą kierującą i wzmocnionym obszarem łożyska, która w dolnym odcinku jest na tyle wsunięta w korpus steru, że obciążenia zginające zmniejszają się, a montaż steru i wału śrubowego nie jest utrudniony. Ta tuleja trzonu steru połączona z nieruchomą głowicą kierującą i wzmocnionym obszarem łożyska jest zaprojektowana jako niezależny moduł montażowy, który łączy się przez spawanie z wycięciami w koszu rufowym i w pokładzie sterowym oraz z przewiązkami i usztywnieniami części rufowej statku. Przy tym konstrukcja obszaru tuleje łożysko jest wzmocniona, dzięki czemu wzmocnienie rozciąga się od dołu aż do strefy głowicy kierującej. Łożyska trzonu steru nie mają wzmocnionej konstrukcji. Celem wynalazku było umożliwienie zbudowania statku mającego ster podwieszony poddawany dużym obciążeniom, który charakteryzowałby się zmniejszonym oporem przepływu, a tym samym zapewniałby dostateczną trwałość przy równoczesnym zmniejszeniu obciążeń zginających w dolnym obszarze pióra sterowego. Cel ten osiągnięto dzięki cechom charakterystycznym przedstawionym w zastrzeżeniu 1. Zgodnie z wynalazkiem statek o cechach charakterystycznych według części przedznamiennej zastrzeżenia 1 jest zbudowany w taki sposób, że dolne łożysko kokera trzonu steru ma konstrukcję wzmocnioną, przy czym grubość wzmocnienia dolnego łożyska kokera trzonu steru zmienia się wzdłuż trzonu steru, wymiary wzmocnienia wzdłuż osi trzonu steru zwiększają się bądź zmniejszają się od góry do dołu, a dolne łożysko kokera trzonu steru znajduje się obok głowicy kierującej, przykładowo, znajduje się na jednej wysokości z głowicą kierującą. Istotą niniejszego wynalazku jest to, że znana skądinąd głowica kierująca steru podwieszonego poddawanego dużym obciążeniom jest przedłużona, patrząc pionowo, 2

4 ku dołowi, na tyle, że w szczególności wchodzi ona w strumień zaśrubowy śruby znajdującej się przed sterem patrząc w kierunku ruchu statku. Oznacza to, że dolna krawędź głowicy kierującej względnie jej dolna powierzchnia znajduje się wewnątrz średnicy śruby napędowej statku. Dzięki temu strumień generowany przez śrubę opływa, co najmniej częściowo głowicę kierującą, a powierzchnia pióra sterowego, na którą bezpośrednio działa strumień zaśrubowy jest odpowiednio mniejsza. Ponadto, dolne łożysko kokera trzonu steru, w którym trzon steru jest obrotowo zamocowany w kokerze ma konstrukcję wzmocnioną, aby lepiej przejmować siły i obciążenia działające na pióro sterowe i przenosić przez koker trzonu steru na kadłub statku. Przy tym to wzmocnienie łożyska kokera trzonu steru, tzn. jego wymiary i sposób wykonania, fachowcy wyznaczają na podstawie parametrów technicznych. Istota wynalazku polega na tym, że dzięki wydłużonej ku dołowi budowie głowicy kierującej można zarówno osadzić dolne łożysko kokera trzonu steru bezpośrednio na wydłużonej głowicy kierującej, względnie w jej pobliżu, dzięki czemu siły działające na dolne łożysko kokera trzonu steru przenoszą się przez strukturę głowicy kierującej bezpośrednio na kadłub statku. Tym samym, głowica kierująca przejmuje bardziej efektywnie, względnie w całości siły i obciążenia działające na ster. Tym samym, można zmniejszyć profil względnie powierzchnię przekroju pióra sterowego w widoku z góry, gdyż pióro sterowe jest poddawane działaniu mniejszych sił niż w rozwiązaniach znanych ze stanu techniki. W szczególności, dzięki temu zmniejsza się opór przepływu powodowany przez ster. Tak zbudowany ster jest odpowiedni zwłaszcza dla wolno pływających statków o dużej masie całkowitej, takich jak przykładowo, zbiornikowce albo masowce. Dla uzyskania optymalnego dostosowania do rzeczywiście korzystnej budowy głowicy kierującej i do profilu głowicy prowadzącej przy możliwie małym wkładzie materiałów, wzdłuż osi trzonu steru wzmocnienie dolnego łożyska kokera trzonu steru ma różną grubość. Przy tym wymiary wzmocnienia mogą zwiększać się lub zmniejszać od góry do dołu. W każdym przypadku rura kokera i obudowa łożyska są zintegrowane w głowicy kierującej. Korzystne postaci realizacji wynalazku są wyszczególnione w zastrzeżeniach zależnych. Wymiary głowicy kierującej zapewniają, że z jednej strony głowica kierująca jest dostatecznie wydłużona ku dołowi na tyle, aby wzmocnione dolne łożysko kokera trzonu 3

5 steru mogło dostatecznie wchłonąć siły i obciążenia, a z drugiej strony, aby wymiary poddawanej naporowi nieruchomej powierzchni głowicy kierującej, która wchodzi w strumień zaśrubowy zapewniały zadowalającą zdolność manewrową statku. Dla fachowca oczywiste jest, że opisywany w niniejszym dokumencie ster podwieszony poddawany dużym obciążeniom może być wyposażony w dodatkową płetwę sterową, w szczególności w tym celu, aby do małych zmian kursu względnie do utrzymania kursu móc wykorzystywać małe kąty wychylenia steru. W oczywisty sposób, płetwa sterowa może działać w powiązaniu z piórem sterowym. Ponadto, w zastrzeżeniu 3 podano, że profil głowicy kierującej i pióra sterowego steru podwieszonego przenoszącego duże obciążenia są do siebie wzajemnie dostosowane, dzięki czemu, zwłaszcza w przestrzeni pomiędzy głowicą kierującą a piórem sterowym nie występują jakiekolwiek niekorzystne zawirowania, a opór przepływu całego steru podwieszonego poddawanego dużym obciążeniom zmniejsza się do minimum. Poniższe rysunki dokładniej ilustrują dwa przykłady realizacji wynalazku. Przedstawiono: Fig. 1 przekrój steru podwieszonego poddawanego dużym obciążeniom, oraz Fig. 2 przekrój innego steru podwieszonego poddawanego dużym obciążeniom. Na Fig. 1 i Fig. 2 schematycznie przedstawiono zasadnicze elementy budowy steru podwieszonego 100 poddawanego dużym obciążeniom. Ster podwieszony 100 poddawany dużym obciążeniom składa się z pióra sterowego 10 trwale połączonego z trzonem steru 11. Trzon steru 11 jest obrotowo zamocowany w kokerze trzonu steru 12 względnie w tulei trzonu steru. Przy tym koker trzonu steru 12 jest trwale połączony ze sterem 13 statku. Dla uproszczenia, na rysunku nie przedstawiono znanego skądinąd siłownika napędu steru, służącego do obsługi pióra sterowego 10. Oprócz tego, z kadłubem 13 trwale połączona jest głowica kierująca 14, której dolna krawędź 15 względnie dolna powierzchnia sięga na tyle daleko, patrząc pionowo ku dołowi, że ta dolna krawędź 15 wchodzi w strumień zaśrubowy 16 śruby napędowej 17 o średnicy D statku. Ponadto, jak przedstawiono w sposób schematyczny, dolne łożysko kokera 18 trzonu steru 11 ma konstrukcję wzmocnioną wzmocnieniami 19. Dzięki przedłużonej konstrukcji głowicy kierującej 14 dolne łożysko kokera trzonu steru 18 można umieścić tak, aby leżało ono na jednej wysokości z głowicą kierującą 14, względnie jej dolną krawędzią 15, tak, aby przy ruchu pióra sterowego 10 działające na 4

6 nie siły i obciążenia mogły być przenoszone przez wzmocnienia 19 bezpośrednio na głowicę kierującą 14, a zatem na kadłub 13 statku. Korzystnie, głowica kierująca 14 wchodzi na 10 do 20% w średnicę D strumienia zaśrubowego 16. Konfigurację wzmocnienia 19 zaprojektowano tak, aby patrząc wzdłuż osi trzonu steru 11, jej średnica zwiększała się od góry do dołu, jak przedstawiono na Fig. 1, bądź też zmniejszała się, jak przedstawiono na Fig. 2. Dzięki temu możliwe staje się optymalne dostosowanie do sił rzeczywiście działających na dolne łożysko kokera trzonu steru 18, a do wykonania tych wzmocnień nie potrzeba nadmiaru materiału. Lista symboli [0025] 100 Ster podwieszony poddawany dużym obciążeniom 10 Pióro sterowe 11 Trzon steru 12 Koker trzonu steru 13 Kadłub statku 14 Głowica kierująca 15 Dolna krawędź 16 Strumień zaśrubowy 17 Śruba 18 Dolne łożysko kokera trzonu steru 19 Wzmocnienie D Średnica śruby 5

7 Zastrzeżenia patentowe 1. Statek wyposażony w śrubę napędową (17) i ster podwieszony poddawany dużym obciążeniom z piórem sterowym (10), przy czym pióro sterowe (10) jest obracane przez trzon steru (11), trzon steru (11) znajduje się w kokerze trzonu steru (12), a koker trzonu steru (12) jest osadzony w nieruchomo zamocowanej do kadłuba (13) statku głowicy kierującej (14), znamienny tym, że krawędź dolna (15) głowicy kierującej (14) wchodzi na 10 do 20% średnicy (D) śruby napędowej (17) w strumień zaśrubowy, dolne łożysko kokera trzonu steru (18) ma budowę wzmocnioną (19), przy czym wzdłuż osi trzonu steru (11) wzmocnienie (19) dolnego łożyska kokera trzonu steru (18) ma różną grubość, przy czym wymiar wzmocnienia (19) zwiększa się albo zmniejsza się wzdłuż osi trzonu steru (11), oraz dolne łożysko kokera trzonu steru (18) znajduje się obok głowicy kierującej (14), tak że znajduje się na jednej wysokości z głowicą kierującą (14). 2. Statek według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że pióro sterowe (10) jest zaopatrzone w dodatkową płetwę sterową. 3. Statek według któregokolwiek z zastrzeżeń 1 albo 2, znamienny tym, że profil pióra sterowego (10) i profil głowicy kierującej (14) są dostosowane do siebie w celu zmniejszenia oporu przepływu. 6

8 7

9 8