Устройство крепления судового руля к валу руля, вал руля, судовой руль и способ отсоединения судового руля от вала руля

УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ СУДОВОГО РУЛЯ К ВАЛУ РУЛЯ, ВАЛ РУЛЯ, СУДОВОЙ РУЛЬ И СПОСОБ ОТСОЕДИНЕНИЯ СУДОВОГО РУЛЯ ОТ ВАЛА РУЛЯ Изобретение относится к устройству и способу крепления судового руля к валу (1) руля. Вал(1) руля включает в себя цилиндрический участок (2) и расширенную фланцевую часть (3) с цилиндрическим участком (4), за которым следует конический участок (5). Руль включает в себя рулевой элемент (6) и фланцевый элемент (8) для крепления к рулевому элементу (6). Фланцевый элемент (8) включает в себя внутренний цилиндрический участок (9) для создания подвижного герметичного узла сопряжения вокруг цилиндрического участка (2) вала (1) руля (1) и внутренний цилиндрический участок (7) для создания подвижного узла сопряжения вокруг цилиндрического участка (4) фланцевой части (3) вала руля. Рулевой элемент (6) также включает в себя коническое отверстие (21) для сопряженного прикрепления к коническому участку конического участка (5) вала (1) руля. Предусмотрены каналы для подачи гидравлического давления между расширенной фланцевой частью (3) фланцевого элемента и устройство (10) затяжки фланцевого элемента (8) с рулевым элементом (6). Кроме того, изобретение содержит вал (1) руля для судового руля, судовой руль с коническим отверстием, а также способ демонтажа судового руля из вала (1) руля. Настоящее изобретение касается устройства крепления судового руля с коническим отверстием к валу руля, вала руля, судового руля с коническим отверстием в руле и способа крепления вала руля к судовому рулю. Практика установки судового руля, снабженного коническим соединением между рулем и валом руля, показала, что нынешние решения ограничивают оптимизацию конструкции руля в отношении гидродинамики, ходовых качеств, способов установки и производственных издержек. Сегодня рули обычно крепятся к валу руля с помощью конического соединения, где в коническую поверхность между рулем и валом руля подается гидравлическое давление, причем гидравлическое давление подается на сборочное устройство, обычно выполненное в виде гайки с внутренним гидравлическим поршнем (гидравлической гайки). Гидравлическая гайка собирается в нижней части вала руля и опускает вал руля вниз в руль. При этом необходимо иметь доступ к гайке через одно или несколько отверстий в руле. После выполнения процесса сборки сборочное устройство или гайка блокируется с валом руля и затем выступает в качестве предохранительного устройства от падения руля, если коническое соединение выйдет из строя. После чего отверстие или отверстия в руле закрываются одной или несколькими крышками. Однако данное решение является неудачным, в частности, для вала руля большого диаметра, поскольку гидравлическая гайка становится большой, громоздкой и уязвимой к повреждениям. Кроме того, отверстие или отверстия в руле для доступа к гидравлической гайке приводят к неблагоприятной концентрации напряжений, а также сокращают толщину поперечного сечения материала на данном участке руля. Это снижает физическую прочность руля, что должно компенсироваться более громоздкой и тяжелой конструкцией руля. Это опять-таки приводит к повышению производственных издержек. Кроме того, в руле должно быть физическое пространство для гидравлической гайки, и толщина руля может быть продиктована этим пространством. Это создает дополнительные ограничения для оптимизации конструкции руля по гидродинамике и ходовым качествам. В японском патенте JP 8-34397 показана конструкция для сборки руля и вала руля с коническим участком и системой для гидравлической затяжки. При сборке согласно настоящему изобретению используется коническое соединение, соответствующее уже существующему и описанному выше. Однако вал руля ориентирован к верху руля, при этом образуется камера, которая при подаче гидравлического давления заменяет усилие сборки, которое в вышеописанном решении осуществляется гидравлической гайкой. После выполнения сборки камера затягивается с соответствующим усилием и затем будет действовать в качестве предохранительного устройства для предотвращения руля от падения, если коническое соединение выйдет из строя. При таком решении требуется меньше компонентов, они имеют меньшие размеры, и устраняется требование о наличии отверстия в боковой части руля. Таким образом, конструкция руля может стать тоньше и легче, а производственные издержки могут быть сокращены. По этой же причине конструкция руля может в большей степени быть оптимизирована в отношении гидродинамики и ходовых качеств. Другими словами, решением, определенным в настоящем изобретении, можно добиться соединения между рулем и валом руля с использованием усилия сборки, создаваемого гидравлическим давлением в камере, встроенной в руль и вал руля, причем усилие сборки может быть приложено к коническому соединению между рулем и валом руля к наибольшему диаметру конуса. Соответственно, способ сборки конического соединения между рулем и валом руля не содержит каких-либо требований доступа к наименьшему диаметру конуса. Не требуется сборочного устройства или отверстия в панели обшивки руля для обеспечения доступа к конусу. Кроме того, не требуется наличия какого-либо резьбового участка вала руля, гидравлической гайки или гайки под конусом в качестве предохранительного устройства для предотвращения падения руля, если коническое соединение выйдет из строя. Соответственно, настоящее изобретение относится к устройству для крепления судового руля,снабженного коническим отверстием, к валу руля с соответствующей конической частью. Вал руля включает в себя, по направлению к рулю, цилиндрический участок, за которым следует расширенная фланцевая часть с цилиндрическим участком, а затем конический участок вала руля. Руль включает в себя рулевую часть и фланцевый элемент или часть для крепления к элементу руля. Фланцевый элемент включает в себя внутренний цилиндрический участок для создания подвижного герметичного узла сопряжения вокруг цилиндрического участка вала руля. Кроме того, предусмотрены каналы для подачи гидравлического давления выше расширенной фланцевой части во фланцевый элемент. Фланцевый элемент может крепиться к элементу руля с помощью устройств затяжки, обычно болтов или резьбового кольца/манжеты на фланце и рулевой части. Фланцевый элемент также включает в себя внутренний цилиндрический участок для создания подвижного герметичного узла сопряжения вокруг цилиндрического участка фланцевой части вала руля. Цилиндрические участки обеспечивают образование герметической камеры между частями вала руля и фланцем, на которую может подаваться гидравлическое давление для запрессовки вала руля вниз по отношению к фланцу и рулевой части. Предусмотрены каналы для подачи гидравлического давления между валом руля и фланцевой частью на участке между цилиндрическим участком вала руля и цилиндрическим участком расширенной фланцевой части. Между фланцем и валом руля образуется камера,которая расширяется, когда гидравлическое давление отодвигает эти части друг от друга. В случае, если используются болты, они могут проходить между рулевой частью и фланцевой частью. Болты обычно помещаются в кольцо вокруг фланцевой части. В случае, когда для крепления фланцевой части к рулевой части применяются резьбовые кольца,используются внешняя резьба на фланцевой части и внутренняя резьба на рулевой части. В этом случае фланцевая часть может включать в себя фрезерованные участки для контакта с соответствующим устройством затяжки, обеспечивающим затяжку. Кроме того, устройство может включать в себя каналы для подачи гидравлического давления между коническим отверстием в рулевой части и коническим участком вала руля для расширения конического отверстия в рулевой части при сборке. Когда каналы не используются, они обычно могут быть герметизированы с помощью уплотнительных болтов или заглушек. Предусмотрены уплотнительные кольца для обеспечения уплотнения между цилиндрическим участком вала руля и внутренним цилиндрическим участком фланцевой части, а также между цилиндрическим участком расширенной фланцевой части вала руля и внутренним цилиндрическим участком фланцевой части для предотвращения утечки гидравлической жидкости при сборке и для предотвращения попадания морской воды между этими элементами. При сборке эти уплотнительные кольца будут действовать как поршневые кольца между рабочими поверхностями цилиндра. Уплотнительные кольца обычно изготавливаются из эластомерного материала. Коническое отверстие в руле может продолжаться в нижнем участке, а вал руля включает в себя концевой участок. Нижний участок и концевой участок могут образовывать герметическую камеру с герметизируемым подающим каналом для стравливания давления при сборке и для подачи гидравлического давления при разборке. Стравливание давления гарантирует, что при сборке в камере не будет расти нежелательное давление. Возможна установка уплотнительных колец между коническим участком вала руля и коническим отверстием в верхней части конуса, около фланца, а также в нижней части конуса, около концевого участка вала руля. Уплотнительные кольца предназначены для предотвращения попадания морской воды, а также уменьшения утечки гидравлической жидкости стем, чтобы при сборке обеспечивалось достаточное давление. Поскольку не требуется крепления гайки на нижнем конце вала руля, концевой участок вала руля может быть, по существу, плоским. Кроме того, изобретение относится к валу руля для судового руля с участком для крепления к рулю,выполненным с возможностью крепления к рулю с помощью вышеописанного устройства. Участок включает в себя, по направлению к рулю, цилиндрический участок, за которым следует расширенная часть с цилиндрическим участком, а затем конический участок. Конический участок может в дальнейшем перейти в плоский концевой участок. Вал руля может дополнительно включать в себя уступ после цилиндрической части расширенного участка. Кроме того, изобретение относится к судовому рулю с коническим отверстием в руле, выполненному с возможностью соединения вала руля с вышеописанным устройством. Руль включает в себя рулевую часть, фланцевую часть и устройство затяжки фланцевой части с рулевой частью. Фланцевая часть включает в себя по меньшей мере один внутренний цилиндрический участок, имеющий первый диаметр,для герметизации имеющий скользящий контакт с валом руля, и по меньшей мере один дополнительный цилиндрический участок со вторым диаметром, большим, чем первый диаметр, на фланцевой части. Коническое отверстие руля часть может заканчиваться в закрытом нижнем участке нижнего конца конического участка. Руль может дополнительно включать в себя канал для подачи гидравлического давления в закрытый нижний участок. Способ крепления вала руля к судовому рулю может включать в себя установку конического участка вала руля в коническое отверстие в руле. Фланцевая часть пропускается по валу руля вплоть до расширенной фланцевой части с цилиндрическим участком вала руля. Фланцевая часть может быть затянута по направлению к рулевой части с помощью устройства затяжки этих компонентов друг к другу. Гидравлическое давление подается между фланцевой частью и расширенной фланцевой частью вала руля таким образом, что конический участок вала руля вдавливается в коническое отверстие рулевой части. Затем гидравлическое давление может быть снято, и фланцевая часть может также затягиваться по направлению к рулевой части с помощью устройства затяжки. Способ может дополнительно включать в себя подачу через каналы гидравлического давления между коническим участком вала руля и коническим отверстием в рулевой части для расширения конического отверстия при запрессовке вала руля в рулевую часть. Для извлечения судового руля из вала руля нужно ослабить устройство затяжки между фланцевой частью и рулевой частью и подать давление на камеру между концевым участком вала руля и нижним участком конического отверстия через герметизируемый подающий канал так, чтобы вал руля высвободился из рулевой части. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показано: фиг. 1 - сечение руля и вала руля согласно изобретению и фиг. 2 - фрагмент фиг. 1. Подробное описание изобретения со ссылкой на прилагаемые фигуры. На фиг. 1 показано сечение руля, прикрепленного к валу 1 руля согласно изобретению. Руль включает в себя рулевую часть 6 и фланцевую часть 8. Рулевая часть 6 показана прикрепленной к валу 1 руля,кроме того, она установлена в кожух 20. Фланцевая часть 8 показана прикрепленной к рулевой части 6 и располагается вокруг вала 1 руля. Как показано на фиг. 1, в руле 6 нет отверстий, что дает вышеописанные преимущества. На фиг. 2 рулевой элемент 6, вал 1 руля, фланцевая часть 8 и кожух 20 показаны более подробно. На фиг. 2 показано, каким образом вал 1 руля включает в себя цилиндрический участок 2, за которым следует расширенная фланцевая часть 3. Расширенная фланцевая часть 3 также включает в себя цилиндрический участок 4 с диаметром, большим, чем диаметр цилиндрического участка 2. Цилиндрический участок 2 и цилиндрический участок 4 расширенной фланцевой части 3 имеют уплотнительный и скользящий контакт с фланцевым элементом 8, расположенным вокруг вала 1 руля. Для уплотнения между фланцевым элементом 8 и валом 1 руля в цилиндрических областях установлены сальники или уплотнительные кольца 12 и 13. Вал 1 руля или фланцевый элемент 8 включают в себя один или несколько каналов (не показано) для подачи гидравлического давления между уплотнительным кольцом 12 и уплотнительным кольцом 13. Когда давление подается в канал, то тем самым создается давление, которое смещает вал 1 руля вниз по отношению к фланцевой части. Вал 1 руля также включает в себя конический участок 5, который входит в соответствующий конический элемент или отверстие 21 в рулевой части либо элемент 6. Фланцевая часть или элемент 8 крепится болтами к рулевому элементу 6 при помощи болтов 10,размещенных по периметру фланцевого элемента 8. Конический участок 5 вала руля 1 включает в себя уплотнительное кольцо 19 на верхнем участке конического участка 5, ниже расширенной фланцевой части 3, а также уплотнительное кольцо 18 на концевом участке 15 вала 1 руля. Эти уплотнительные кольца 18 и 19 осуществляют уплотнение между коническим участком 5 вала 1 руля и коническим отверстием 21 рулевого элемента 6. На каналы 11 может подаваться гидравлическое давление, и это давление может расширять коническое отверстие 21 во время сборки с тем, чтобы конический участок 5 вала 1 руля дополнительно запрессовывался вниз в коническое отверстие 21 рулевого элемента 6. При такой подаче давления уплотнительные кольца 18 и 19 снижают утечки. Вал 1 руля имеет нижний концевой участок 15, коническое отверстие 21 имеет герметичный нижний участок 14, а все вместе эти участки образуют герметическую камеру 16 с герметизируемым подающим каналом 17. Подающий канал 17 гарантирует, что в камере 16 при сборке не будет расти давление. Кроме того, при возможном демонтаже руля из вала руля возможна подача давления на подающий канал 17, а также полость либо камеру 16 для извлечения вала 1 руля из рулевого элемента. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство крепления судового руля с коническим углублением к валу руля с соответствующей конической частью, в котором вал (1) руля по направлению к рулю включает в себя цилиндрический участок (2), за которым следует расширенная фланцевая часть (3) с цилиндрическим участком (4), а затем конический участок (5) вала (1) руля, при этом руль содержит рулевой (6) и фланцевый (8) элементы для крепления к рулевому элементу (6), при этом фланцевый элемент (8) включает в себя внутренний цилиндрический участок (9) для создания подвижного герметичного узла сопряжения вокруг цилиндрического участка (2) вала (1) руля и внутренний цилиндрический участок (7) для создания подвижного узла сопряжения вокруг цилиндрического участка (4) фланцевой части (3) вала руля; каналы для подачи гидравлического давления между валом (1) руля и фланцевым элементом (8) на участке между цилиндрическим участком (2) вала (1) руля и цилиндрическим участком расширенной фланцевой части (3); а также устройство (10) затяжки фланцевого элемента (8) с рулевым элементом (6). 2. Устройство по п.1, в котором устройство затяжки фланцевого элемента (8) с рулевым элементом(6) включает в себя болты (10), проходящие между рулевым (6) и фланцевым (8) элементами. 3. Устройство по п.1, в котором устройство затяжки фланцевого элемента (8) с рулевым элементом(6) включает в себя внешнюю резьбу на фланцевом элементе (8) и внутреннюю резьбу на рулевом элементе (6). 4. Устройство по п.1, дополнительно включающее в себя каналы (11) для подачи гидравлического давления между коническим углублением (21) в рулевом элементе (6) и коническим участком (5) вала (1) руля для расширения конического углубления (21) в рулевом элементе (6) при сборке. 5. Устройство по п.1, дополнительно включающее в себя уплотнительные кольца (12 и 13) для осу-3 018095 ществления уплотнения между цилиндрическим участком (2) вала (1) руля и внутренним цилиндрическим участком (9) фланцевого элемента (8), а также между цилиндрическим участком расширенной фланцевой части (3) вала (1) руля и внутренним цилиндрическим участком (7) фланцевого элемента (8). 6. Устройство по п.1, в котором коническое углубление (21) в рулевом элементе (6) продолжается в нижнем участке (14), причем вал (1) руля включает в себя концевой участок (15), при этом нижний (14) и концевой (15) участки образуют герметическую камеру (16) с герметизируемым подающим каналом (17) для стравливания давления при сборке и для подачи гидравлического давления при разборке. 7. Устройство по п.4 или 6, в котором уплотнительные кольца (18 и 19) расположены между коническим участком (5) вала (1) руля и коническим углублением (21) на верхнем участке конуса, около фланца (8), а также на нижнем участке конуса вблизи концевого участка (15) вала руля. 8. Устройство по п.7, в котором концевой участок (15) вала руля выполнен, по существу, плоским. 9. Вал руля (1) для крепления к судовому рулю с устройством по п.1, с участком для крепления к рулю, отличающийся тем, что участок включает в себя по направлению к рулю цилиндрический участок(2), за которым следует расширенная часть (3) с цилиндрическим участком (4), а затем конический участок (5). 10. Вал руля по п.9, дополнительно включающий в себя конический участок (5), который заканчивается, по существу, в плоском концевом участке (15). 11. Вал руля по п.9, дополнительно включающий в себя уступ (20) после цилиндрического участка(4) расширенной части (3). 12. Судовой руль с рулевым элементом (6), снабженный коническим углублением (21) для крепления к валу руля через устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит фланцевый элемент (8) и устройство (10) затяжки фланцевого элемента (8) с рулевым элементом (6), причем фланцевый элемент (8) включает в себя по меньшей мере один внутренний цилиндрический участок (9) с первым диаметром для контакта уплотнения и скользящего контакта с валом (1) руля, а также по меньшей мере один дополнительный цилиндрический участок (7) со вторым диаметром, большим, чем диаметр внутреннего цилиндрического участка (9). 13. Судовой руль по п.12, дополнительно включающий в себя закрытый нижний участок (14) в коническом углублении (21) рулевого элемента (6) на нижнем конце конического участка (5). 14. Судовой руль по п.13, дополнительно включающий в себя канал (17) для подачи гидравлического давления в закрытый нижний участок (14). 15. Способ демонтажа судового руля с вала (1) руля, прикрепленного к валу с помощью устройства по п.6, отличающийся тем, что включает в себя следующие этапы, на которых осуществляют ослабление устройства (10) натяжения между фланцевым (8) и рулевым (6) элементами; подачу давления на камеру (16) между концевым участком (15) вала руля и нижним участком (14) конического углубления (21) через герметизируемый подающий канал (17) так, чтобы вал (1) руля высвободился из рулевого элемента (6).