船翼稳定器,方法和船舶的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到一种用于稳定船舶的船翼稳定器、一种用于生产这类船翼稳定器的方法以及一种船舶。
【背景技术】
[0002]为了在出现波浪时抵抗以及消减侧翻运动常常在船上安装船翼稳定器。该船翼稳定器通常安装在吃水线以下的船两侧。因为在调整船翼稳定器的过程要传导很大的扭矩到至少由一个船翼构成的船翼稳定器上，因此传统上是以钢结构方式构建。然而由于钢结构的构建方式船翼有很大的自重。为了降低重量德国专利DE 10 2007 044 698 B4中建议以塑料结构形式去构建船翼内结构。对此用于和船舶端的船翼驱动装置的传动轴相连接的船翼端的支座是基于塑料的，置入船翼外壳中的内壳同样是基于塑料的。该内壳包裹着驱动轴支座以及相应的支撑元件，然后在侧面被分隔，并在其内填充泡沫。
[0003]公开文献US3 818 959 A公开了一种能被低价制造且容易替换的对于船舶而言由塑料材质构成的船翼稳定器。在文献DE 34 38 518 Al中已知一种用于船舶的船翼，其中船翼有一个通过前缘切开水面的下部的部件和一个上部的保持件。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于，制作一种以轻型结构构成用于稳定船舶的船翼稳定器，其以小质量在针对弯曲、很高的集中负载和类似的情况时允许很高的稳固性。此外本发明所要解决的技术问题在于，提供一种生产该类船翼稳定器的方法以及一种至少极大的减少侧倾的船舶。
[0005]用于稳定船舶的按照本发明的船翼稳定器有至少一个船翼，其能通过船舶端的船翼驱动装置偏转。该船翼有通过加固结构加固的外壳。根据本发明该加固结构具有基于金属的中心结构和基于塑料的缠绕结构，所述中心结构具有用于与船翼驱动装置建立有效连接的连接装置。
[0006]根据本发明的船翼稳定器以混合结构方式制造，由此它在小质量情况下有高负载能力。基于金属的中心结构使如下成为可能，即由船翼驱动装置导入的扭矩持续的且可信赖的传导到船翼稳定器中。因此在扭矩传导或外力作用时可阻止船翼稳定器的破坏。用于中心结构优选的材料是钢。钢材料可在船舶工程中应用、易于控制且相对廉价。在优选方案中，中心结构是焊接的。为了预防或阻止例如由钢制成的中心结构的腐蚀可在中心结构上涂覆相应的底漆。基于塑料的缠绕结构以小质量能够实现高稳固性。此外关于所描绘的几何体该缠绕结构允许很高的自由度，因为缠绕材料、如带宽和线宽能够根据各几何体的复杂度选择。此外该缠绕原则上以高自动化程度实施。
[0007]在优选方案中缠绕结构有嵌入到塑料基体内和交错的纤维绳，并且缠绕结构包围中心结构。缠绕结构的纤维绳有定型的以及支撑的功能，在固化状态下构成了杆，所述杆又通过其交叉的走向构成桁架结构，其能够将扭矩和力传递至在中心结构对侧的船翼稳定器部段中。在优选方案中纤维绳由被树脂浸渍过的碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和类似材料构成。从加工工艺的角度来看树脂或塑料基体在优选方案中基于热塑性塑料，然而也能够基于热固性塑料。
[0008]在优选方案中，中心结构有两个间隔的基于金属的加固元件，所述加固元件通过连接装置互相连接。在优选方案中该加固元件从前缘延伸至船翼稳定器的后缘。优选由它们决定船翼稳定器的轮廓和支撑外壳。因此在优选方案中该加固元件是纵向构架。特别地中心结构是H形，其中一对加固元件在前缘和后缘间对于船翼可靠的分摊负载。例如为了承载船翼驱动装置的驱动轴，连接装置有圆柱形支座。
[0009]为了在中心结构以外实现船翼稳定器额外的稳固性如下情况具有优势，S卩加固结构具有用于相对中心结构附加地支承或安置纤维绳的辅助结构。通过辅助结构简化纤维绳的组成，此外达到了缠绕结构的稳固性。
[0010]因为主要不是通过辅助结构传导偏转船翼稳定器的扭矩，而是辅助结构主要有支撑缠绕结构的功能，因此其辅助加固元件能够由比中心结构端的加固元件较轻的或稳固性/坚固性降低的材料构成。在优选方案中辅助加固元件由塑料构成或有嵌入增强纤维的塑料基体。例如增强纤维是碳纤维、玻璃纤维或相应的纤维无屈曲织物、普通纤维纺织物和类似的材料。例如基体材料是热固性塑料和热塑性材料。该辅助加固元件在优选方案中从前缘延伸至船翼稳定器的后缘。优选由它们决定船翼稳定器的轮廓和支撑外壳。因此在优选方案中该加固元件是纵向构架。
[0011]为了在优选基于金属的位于连接装置区域的中心结构的加固元件间靠近轮廓线引导缠绕如下情况具有优势，即在基于金属的加固元件间至少安装一个辅助结构的辅助加固元件。此外由此那一个加固元件进一步安装在船翼的中间，通过此扭矩通过一个比在中心结构端加固元件狭窄间隔更大的区域被传递至船翼。
[0012]在船翼顶端保护船翼稳定器免于在接触障碍物时破损，这可通过如下方式实现，即船翼顶端的辅助结构的辅助加固元件作为基于金属的加固元件。在优选方案中该加固元件由与中心结构相同的金属材料构成。该加固元件在优选方案中如同其他的加固元件在前缘和后缘间延伸且用作纵向构架。
[0013]当纤维绳是至少一根经多次铺设的连续纤维的纤维部段时，缠绕结构能够很好的展示技术特性。这个至少由一根构成的连续纤维只要围绕着中心结构和/或辅助结构引导，直到纤维绳有其理论横截面或理论稳固性。
[0014]当纤维绳被安置在凸缘之后的加固元件和辅助加固元件的切口处，在交叉区域能够简化纤维绳的汇集。通过凸缘如下可被实现，即纤维绳在铺设中被固定位置且不会再次从切口中滑出或拉出。同时通过凸缘可简化靠近轮廓的外壳的引导。
[0015]为了避免在不可预知的前缘端的碰撞中缠绕结构的破损，船翼在前缘区域不需要缠绕结构且有碰撞保护件。例如该碰撞保护件有大量嵌入到塑料基体中的纤维绳。该纤维绳和塑料基体在优选方案中由与那些缠绕结构相同的材料构成。因此碰撞保护件的涂覆可以在和缠绕结构相同的设备上实现。在另一个实施例中碰撞保护件是一个管状体，其沿着前缘延伸。该管状体因为形状的原因拥有高稳固性且例如被安置在加固元件和辅助加固元件的凹槽中，使得它在外周侧上在局部上被引导。在优选方案中它由金属或合金构成。
[0016]为了在主船翼上安装后缘端尾翼如下情况具有优势，即船翼或主船翼具有无缠绕结构的用于连接尾翼的连接区域。因此缠绕结构并没有阻碍尾翼的连接，这直接或间接实现尾翼的简单固定。
[0017]为了实现在具有铝船体的船舶上应用船翼稳定器，如下情况具有优势，即外壳是基于塑料的。因此在船翼稳定器区域可阻止铝船体的腐蚀。在优选方案中外壳是大量的浸渍树脂的纤维增强的层压板。
[0018]当缠绕结构嵌入到连接材料中，使得和外壳内部相连时，可信赖的实施外壳与缠绕结构的连接。例如连接材料是作为粘合剂的有效的泡沫。
[0019]在按照本发明的船翼稳定器的一种按照本发明的生产方法中首先组建加固结构。对此制造中心结构和辅助结构。然后这两个结构被纤维绳缠绕，因此形成了缠绕结构。之后是可选的碰撞保护件的构建。接着实现外壳的生产。对此至少一个外壳层压板被引入到造型工具的下部模具中和至少一个外壳层压板被引入到造型工具的上部模具中。外层压板在内部配有连接材料，连接材料在优选方案中这样厚地涂覆，以致于在固化状态下连接材料将缠绕结构完全浸入在其中。然后将船翼稳定器的加固结构置入下部模具中，上部模具下降到下部磨具上。该造型工具被闭合，船翼稳定器固化。在固化之后打开造型工具，对上下外壳间的连接边缘后处理。
[0020]按照本发明的方法以一个快速、技术上简单的且灵活的船翼稳定器构造出众。特别地在按照本发明的方法中不需要密闭的造型工具，因为外壳只有很薄的壁厚度。作为树脂材料对于塑料基体优选热塑性塑料，因为这种材料达到固化比热固性塑料达到固化要求更低的温度。在使用按照本发明的船翼稳定器中出现的温度远在热塑性塑料的软化温度之下。
[0021]优选的船舶有至少一个按照本发明的船翼稳定器。因此该船舶，特别是海船，有很高的稳固性且有轻质结构的船翼稳定器，其除了简化的装配外因为减少自重还能极大的抵抗侧翻运动。
【附图说明】
[0022]接下来将通过示意图进一步阐述本发明优选的实施例。图中示出:
[0023]图1示出一种按照本发明的船翼稳定器的前视图，其装配在船体上
[0024]图2示出按照本发明的船翼稳定器的第一种实施例，
[0025]图3示出图2的细节图，
[0026]图4不出第一种实施例的前视图，
[0027]图5示出第一种实施例的后视图，
[0028]图6示出按照本发明的船翼稳定器的第二种实施例和
[0029]图7示出按照本发明的船翼稳定器的第三种实施例的部分区域。
【具体实施方式】
[0030]图1中表示了