Titel

Außenbordvorrichtung und Verfahren zum Beschichten einer Außenbordvorrichtung Stand der Technik Die vorliegende Erfindung betrifft eine Außenbordvorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten einer Außenbordvorrichtung, die vorzugsweise an der Außenhaut einer meerestechnischen Konstruktion, wie beispielsweise einem U-Boot oder einem Schiff, vorzugsweise an dessen Rumpf, zu finden ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Außenbordvorrichtungen, die von Wasser, vorzugsweise Salzwasser, zumindest teilweise umspült werden.

Eine typische Außenbordvorrichtung ist ein Gleitlager, beispielsweise integriert in eine Linearführung, die an der Außenhaut der meerestechnischen Konstruktion angebracht ist. Die bei einem Gleitlager zueinander beweglich gelagerten Bauteile müssen dabei den gehobenen Anforderungen genügen, die sich durch den Einsatz im Wasser, insbesondere im Meerwasser bzw. Salzwasser, ergeben. Der Stand der Technik kennt dabei Gleitlagerpaare, d. h. ein Paar aus zueinander beweglichen Bauteilen, bei denen eine Werkstoffkombination aus einem rostfreien Stahl und einem Bronzewerkstoff im Zusammenspiel mit einer Fettschmierung verwendet wird. Die äußeren Umstände machen es dann immer wieder erforderlich, dass die Fettschmierung in regelmäßigen Abständen aufwendig ausgetauscht werden muss.

Für eine kalte Umgebungstemperatur hat es sich etabliert, den Bronzewerkstoff für das Lager durch ein Kunststoff-Gewebelager oder einen Verbund aus Kunststofflaufschichten zu ersetzen. Allerdings treten einige nachteilige Effekte auf, sobald sich ein Gleitlager mit der genannten Werkstoffkombination im warmen Wasser aufhält. Zum einen bildet sich eine dünne Kalkschicht auf blanken Metalloberflächen aus und zum anderen werden die blanken Metalloberflächen in kürzester Zeit von Meeresorganismen besiedelt. In Folge dieser Ablagerungen wird die Reibung zwischen den Bauteilen des Gleitlagers vergrößert und letztendlich besteht sogar die Gefahr, dass das Gleitlager verklemmt und dadurch dessen Funktionalität nicht mehr sichergestellt werden kann. Trotz dieser Nachteile lässt sich jedoch typischerweise nicht auf blanke Metalloberflächen verzichten, da sie in der Regel aus Gründen der Statik und Festigkeit anderen Werkstoffen überlegen sind. Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Außenbordvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in einem nicht-fettgeschmierten Zustand und bei dauerhafter Nutzung im Wasser, insbesondere Seewasser, zuverlässig funktioniert.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch eine Außenbordvorrichtung für eine meerestechnische Konstruktion, wobei die Außenbordvorrichtung ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil aufweist, wobei das erste Bauteil relativ zum zweiten Bauteil bewegbar ist, wobei zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil als Beschichtung ein Thermoplast zum Schutz vor Ablagerungen angeordnet ist.

Gegenüber dem Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass der Thermoplast dafür sorgt, dass sich auf einer an das Wasser angrenzenden Oberfläche des ersten und/oder zweiten Bauteils keine Ablagerungen, beispielsweise in Form von Kalk oder Mikroorganismen, anlagern. Zudem erlaubt es der Thermoplast, dass Werkstoffe für das erste Bauteil und das zweite Bauteil gewählt werden können, die andernfalls aus Gründen der Funktionssicherheit oder Stabilität nicht in Betracht kämen. Weiterhin lassen sich die Werkstoffe für das erste und das zweite Bauteil derart auswählen, dass auf eine Fettschmie- rung verzichtet werden kann. Insbesondere verhindert der Thermoplast das Ablagern, wenn sich die Außenbordvorrichtung im warmen Salzwasser befindet.

Vorzugsweise ist die Außenbordvorrichtung an einer Außenhaut einer meerestechnischen Konstruktion angebracht oder in die Außenhaut zumindest teilweise integriert. Beispielsweise ist die meerestechnische Konstruktion ein U-Boot, beispielsweise dessen Oberdeck oder

Außenschiff, ein Schiff, insbesondere dessen Rumpf, oder eine Plattform, wie beispielsweise eine Offshore-Plattform, oder eine im Meer angeordnete Windkraftanlage. Es ist dabei vorgesehen, dass die Außenbordvorrichtung bei der Nutzung der meerestechnischen Konstruktion zumindest teilweise von Wasser, insbesondere von Salzwasser, umspült wird. Insbe- sondere ist die Außenbordvorrichtung derart an der meerestechnischen Konstruktion angebracht, dass die Außenbordvorrichtung dauerhaft, möglicherweise mit vergleichsweise kurzen Unterbrechungen, dem Wasser ausgesetzt ist. Thermoplastische Materialien lassen sich zudem in vorteilhafter Weise mechanisch und thermisch behandeln, wodurch die Beschichtung mit dem Thermoplast möglichst flächig und gezielt aufgetragen werden kann. Es ist dabei auch vorstellbar, dass die Beschichtung mit dem Thermoplast nachträglich, d. h. nachdem die Außenbordvorrichtung an der meerestechnischen Konstruktion angebracht wurde, aufgetragen wird. Dadurch können Außenbordvorrichtungen, die bereits an einer meeres- technischen Konstruktion angebracht sind, durch die Beschichtung aufgewertet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Bauteil entlang einer Gleitfläche des zweiten Bauteils bewegbar ist, wobei der Thermoplast auf der Gleitfläche des zweiten Bauteils aufgetragen ist. Vorzugsweise bedeckt der Thermoplast die gesamte Gleitfläche des zweiten Bauteils. Dabei ist es vorstellbar, dass die Gleitfläche des zweiten Bauteils größer ist als eine Gleitfläche des ersten Bauteils, wodurch die Gleitfläche des ersten Bauteils zumindest teilweise dem Wasser ausgesetzt ist, insbesondere wenn das zweite Bauteil gegenüber dem ersten Bauteil zeitweise positionsfest angeordnet ist. Durch den Thermoplast wird in vorteilhafter Weise die Gleitfläche des zweiten Bauteils, die maßgeblich ist für die Funktionstüchtigkeit der Außenbordvorrichtung, ge- schützt. Weiterhin sind die Gleitflächen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils einander gegenüber gelegen und werden vorzugsweise lediglich durch den Thermoplast voneinander getrennt. Bei dem Thermoplast kann es sich insbesondere um eine Schicht oder ein Schichtsystem handeln, wobei die Schicht bzw. das Schichtsystem überwiegend aus einem teilfluorierten Polymer oder einem fluoriertem Polymer, insbesondere einem (teil-)fluorierten Polyamid, einem (teil-)fluorierten Polyolefin oder einem (teil-)fluorierten Polyamid-Polyolefin- Copolymer, gebildet wird. Die Schicht oder das Schichtsystem wird vorzugsweise mittels Wirbelsintern oder einem elektrostatischen Pulververfahren aufgebracht.

Der Thermoplast vereint damit die chemische Widerstandfähigkeit als auch die positive mechanische Festigkeit unter abrasiven Bedingung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Gleitfläche des ersten Bauteils an dem Thermoplast anliegt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Thermoplast nur auf einem der beiden relativ zueinander bewegbaren Bauteile angeordnet ist. Dadurch lässt sich der Werkstoff für das erste Bauteil so wählen, dass beispielsweise die statische Funktionalität vom ersten Bauteil gesichert wird, wohingegen der Werkstoff des zweiten Bauteils beispielsweise für eine optimale Gleitbewegung der beiden Bauteile ausgewählt werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das erste Bauteil im Bereich der Gleitfläche zumindest teilweise eine Kunststoffoberfläche, Dünnfilmbe- schichtung oder ein Kunststoff-Gewebelager aufweist. Dadurch lässt sich eine besonders vorteilhafte Werkstoffkombination wählen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil zumindest teilweise eine glatte Oberfläche aufweisen. Vorzugsweise bilden die glatten Oberflächen jeweils die Gleitfläche des ersten und des zweiten Bauteils. Durch die glatten Oberflächen lassen sich die Bauteile vorzugs- weise reibungsreduziert zueinander bewegen. Eine Ablagerung auf diesen glatten Oberflächen könnte die Reibung zwischen den beiden relativ zueinander bewegbaren Bauteilen erhöhen, bis sogar eine Bewegungsfunktionalität, d. h. die Fähigkeit, sich relativ zueinander zu bewegen, gefährdet ist. Durch eine Beschichtung mit dem Thermoplast auf den glatten Oberflächen lässt sich daher eine reibungsreduzierte Bewegung des ersten Bauteils gegen- über dem zweiten Bauteil erhalten.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Thermoplast vorzugsweise eine Dicke von weniger als 1 mm, bevorzugt weniger als 0,8 mm und besonders bevorzugt eine Dicke zwischen 0,1 und 0,6 mm aufweist. Durch solch dünne Beschichtungen mit dem Thermoplast wird in vorteilhafter Weise vermieden, dass die Beschichtung die Relativbewegung des ersten Bauteils gegenüber dem zweiten Bauteil beeinträchtigt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Thermoplast eine Härte von vorzugsweise mehr als 50 Shore D, bevorzugt mehr als 65 Shore D und besonders bevorzugt mehr als 70 Shore D aufweist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Thermoplast eine Härte von vorzugsweise weniger als 100 Shore D, bevorzugt weniger als 90 Shore D und besonders bevorzugt weniger als 85 Shore D aufweist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Thermoplast zumindest teilweise geschlossen-porig und/oder elektrisch isolierend ist. Mit einem geschlossenporigen Thermoplast lässt sich eine Oberfläche realisieren, an der sich keine unerwünschten Schichten oder Beläge, die die Funktionalität der Außenbordvorrich- tung stören könnten, ablagern. Der elektrisch isolierende Thermoplast kann in vorteilhafter Weise ungewollte elektrolytische Effekte vermeiden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Außenbordvorrichtung ein Gleitlager aufweist. Insbesondere bildet das zweite Bauteil ein Gleitlager, in dem das erste Bauteil gelagert ist. Beispielsweise ist das erste Bauteil eine

Führungsstange, die vom zweiten Bauteil mit einem Gleitlager umschlossen wird, wobei sich die Führungsstange längs ihrer Längsachse im Gleitlager, bevorzugt gleitend, bewegen lässt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass eine Innenseite des Gleitlagers, d. h. des ersten Bauteils, das das zweite Bauteil ummantelt, zumindest teilweise die Gleitfläche des ersten Bauteils bildet und eine Außenfläche der Führungsstange zumindest teilweise die Gleitfläche des zweiten Bauteils bildet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gleitlager eine Komponente aus einem Faserverbundwerkstoff aufweist. Durch die Verwendung des Faserverbundwerkstoffs lässt sich in vorteilhafter Weise auf eine Fettschmierung verzichten, die in regelmäßigen Abständen gewechselt werden müsste. Insbesondere ist es vorgesehen, dass auf einem der Bauteile der Thermoplast aufgetragen ist und das andere der Bauteile die Komponente aus dem Faserverbundwerkstoff aufweist. Beispielsweise ist das zweite Bauteil beschichtet und das erste Bauteil umfasst eine Komponente aus dem Faserverbundwerkstoff bzw. ist aus dem Faserverbundwerkstoff gefertigt. Insbesondere lässt sich durch die Beschichtung mit dem Thermoplasten des zweiten Bauteils dafür sorgen, dass sich der Werkstoff, aus dem das erste Bauteil gefertigt ist, vergleichsweise flexibel an bestehende Anforderungen anpassen lässt, da beispielsweise eine getroffene Werkstoffwahl des ersten Bauteils bereits die gewünschte statische Sicherheit der Außenbordvorrichtung sichert und entsprechend die Wahl des Werkstoffs für das zweite Bauteil ungeachtet dieser Anforderung ausgewählt werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Faserverbund eine Matrix aus einem duroplastischen Harz und einem eingelagerten weiteren Schmierstoff, insbesondere einem Festschmierstoff, aufweist. Der Festschmierstoff kann insbesondere Molybdändisulfid und Polytetraflourethylen oder ein Gemisch davon sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gleitlager zumindest teilweise aus einem Werkstoff mit einer Härte gefertigt ist, die größer als 50 HRM Rockwell, vorzugsweise größer als 65 HRM Rockwell und besonders bevorzugt größer als 80 HRM Rockwell ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegen- den Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gleitlager zumindest teilweise aus einem Werkstoff mit einer Härte gefertigt ist, die kleiner als 130 HRM Rockwell, vorzugsweise kleiner als 120 HRM Rockwell und besonders bevorzugt kleiner als 1 15 HRM Rockwell ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Außenbordvorrichtung eine Winde umfasst. Insbesondere bilden das erste Bauteil und das zweite Bauteil zueinander bewegbare Komponenten, die die Funktionalität der Winde auch bei dauerhafter Nutzung in Wasser, auch im warmen Salzwasser, sicherstellt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beschichten einer Außenbordvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, , wobei in einem Verfahrensschritt a die Außenbordvorrichtung zumindest teilweise derart beschichtet wird, dass der Thermoplast zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil angeordnet wird. Insbesondere wird die Beschichtung mit dem Thermoplast entlang einer Gleitfläche vorgenommen, entlang der sich das erste bzw. das zweite Bauteil bewegt. Dadurch lassen sich die erfindungsgemäßen und vorteilhaften Außenbordvorrichtungen auch dann realisieren, wenn die Außenbordvorrichtung bereits an der meerestechnischen Konstruktion angebracht ist und die positive Wirkung durch eine nachträgliche, d. h. zeitlich nach dem Anbringen erfolgende Beschichtung mit dem Thermopolast erfolgt. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken. Kurze Beschreibung der Figuren

Die Figur 1 zeigt eine Außenbord Vorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Figur 2 zeigt eine Außenbordvorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

In Figur 1 ist in einer Schnittansicht eine Außenbordvorrichtung 1 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es ist dabei vorgese- hen, dass die Außenbord Vorrichtung 1 an einer Außenhaut einer meerestechnischen Konstruktion angebracht oder in die Außenhaut einer meerestechnischen Konstruktion integriert ist. Beispielsweise handelt es sich bei der meerestechnischen Konstruktion um ein U-Boot, ein Schiff, insbesondere dessen Rumpf, oder eine Plattform und die Außenbordvorrichtung 1 ist beispielsweise eine Winde. Die meerestechnische Konstruktion liegt dabei zumindest teilweise in Wasser, insbesondere in Salzwasser, und die Außenbordvorrichtung 1 wird zumindest teilweise von Wasser, insbesondere Salzwasser, umspült. Insbesondere umfasst die Außenbordvorrichtung 1 ein erstes Bauteil 1 1 und ein zweites Bauteil 12, wobei das erste Bauteil 1 1 relativ zum zweiten Bauteil 12 entlang einer Bewegungsrichtung B bewegbar ist. Vorzugsweise ist das zweite Bauteil 12 dabei beweglich an der meerestechnischen Konstruktion angeordnet bzw. in diese integriert. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das erste Bauteil 1 1 entlang einer Gleitfläche relativ zum zweiten Bauteils 12 bewegbar ist. Dabei ist es vorstellbar, dass die Gleitfläche des ersten Bauteils 11 größer ist als eine Gleitfläche des ersten Bauteils 12. Im Einsatz der Außenbordvorrichtung, d. h. beim permanenten oder zeitweisen Umspülen der Außenbordvorrichtung 1 mit Wasser, steht zumindest die Gleitfläche des ersten Bauteils 1 1 in einem dauerhaften Kontakt mit Wasser. Um Ablagerungen an der Gleitfläche des zweiten und/oder ersten Bauteils 12 und/oder 1 1 zu unterdrücken, ist eine Beschichtung mit einem Thermoplast 3 vorgesehen, wobei die Beschichtung zwischen dem ersten Bauteil 1 1 und dem zweiten Bauteil 12 angeordnet ist. Das zweite Bauteil bewegt sich dabei auf dem Thermoplast 3 entlang. Insbesondere bedeckt der Thermoplast 3 die, vorzugsweise gesamte, Gleitfläche des ersten Bauteils 1 1 . Es ist dabei vorstellbar, dass das erste Bauteil 1 1 aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Um zu vermeiden, dass eine für Ablagerungen anfällige Metalloberfläche dauerhaft in Kontakt mit dem Wasser steht, ist das erste Bauteil 1 1 , insbesondere entlang dessen Gleitfläche, mit dem Thermoplast 3 versehen. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Beschichtung ein Elastomer aufweist bzw. eine polyamid-basierte Beschichtung ist. Um die Funktionalität der zueinander bewegbaren Bauteile nicht einzuschränken, ist es vorgesehen, dass die Beschichtung mit dem Thermoplast 3 entlang einer senkrecht zur Gleitfläche verlaufenden Richtung dünner ist als 1 mm, vorzugsweise dünner ist als 0,8 mm und besonders bevorzugt zwischen 0, 1 und 0,6 mm dick ist. Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Thermoplast eine Härte eine Härte von vorzugsweise mehr als 50 Shore D, bevorzugt mehr als 65 Shore D und besonders bevorzugt mehr als 70 Shore D aufweist. Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Thermoplast eine Härte von vorzugsweise weniger als 100 Shore D, bevorzugt weniger als 90 Shore D und besonders bevorzugt weniger als 85 Shore D aufweist. . Durch eine geschlossen-porige und elektrisch isolierende Beschichtung mit dem Thermoplast 3 lässt sich vermeiden, dass sich auf der Gleitfläche unerwünschte Schichten oder Beläge, beispielsweise aus Kalk oder Mikroorganismen, ablagern und durch die Fähigkeit der elektrischen Isolation lassen sich in vorteilhafter Weise elektrolytische Effekte unterbinden. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Beschichtung mit dem Thermoplast 3 eine statische Funktionalität der Außenbordvorrichtung von der Bewegungsfunktionalität des ersten Bauteils 1 1 gegenüber dem zweiten Bauteil 12 getrennt wird. Infolgedessen ist man flexibler in der Wahl der Werkstoffe für das erste und das zweite Bauteil 1 1 und 12, d. h. deren Werkstoffkombination. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass das Zweite Bauteil 12 einen Faserverbundstoff, beispielsweise auf Basis einer Matrix aus einem duroplastischen Harz mit einem eingelagerten Festschmierstoff, aufweist. Durch die flexiblere Wahl der Werkstoffkombination lässt sich die Funktionalität der Außenbordvorrichtung 1 möglichst optimal an die gewünschten Anforderungen anpassen, ohne befürchten zu müssen, dass eine auf Dauer ausgerichtete Zuverlässigkeit beeinträchtigt wird. Es ist dem Fachmann klar, dass das erste Bauteil 1 1 und das zweite Bauteil 12 austauschbar sind, d. h., dass das erste Bauteil 1 1 aus einem duroplastischen Harz mit einem eingelagerten Festschmierstoff besteht und das zweite Bauteil 12 mit dem Thermoplast beschichtet ist. In diesem Fall wäre die thermoplastische Beschichtung auf die Breite des zweiten Bauteils 12 beschränkt und die Bewegung würde zwischen dem ersten Bauteil 1 1 und dem Thermoplast 3 stattfinden. In Figur 2 ist eine Außenbordvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Außenbordvorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform ergänzt die der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Außenbordvorrichtung 1 in der zweiten Ausführungsform mindestens ein Gleitlager 4 umfasst. Beispielhaft zeigt Figur 2 zwei Gleitlager 4, 4'. Im weiteren wird nur auf ein Gleitlager eingegangen. Es ist dabei vorge- sehen, dass eine Führungsstange, vorzugsweise aus Stahl, in dem Gleitlager 4, vorzugsweise in einem Kunststoffverbundlager, gelagert ist. Es ist dabei vorstellbar, dass sich das Gleitlager oder die Führungsstange entlang einer Längsachse A der Führungsstange bewegen lässt. Die Führungsstange ist dabei zumindest über den Bewegungsweg des Gleitlagers 4 mit einem Thermoplast 3 beschichtet. Beispielsweise handelt es sich bei der Außen bordvor- richtung 1 um eine Linearführung, die an einem Außenschiff eines U-Boots angebracht ist. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Kunststoffverbundlager aus einem Werkstoff mit einer Härte von mehr als 50 HRM Rockwell, vorzugsweise mehr als 65 HRM Rockwell und besonders bevorzugt mit einer Härte von mehr als 80 HRM Rockwell , gefertigt ist. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Kunststoffverbundlager aus einem Werkstoff mit einer Härte von we- niger als 130 HRM Rockwell, vorzugsweise weniger als 120 HRM Rockwell und besonders bevorzugt mit einer Härte von weniger als 1 15 HRM Rockwell , gefertigt ist. Bezugszeichenliste

Außenbordvorrichtung

Thermoplast

Gleitlager

erstes Bauteil zweites Bauteil

Längsachse

Bewegungsrichtung