DE102005056419A1

DE102005056419A1 - Hydraulische Drehvorrichtung, insbesondere zum Drehen des Schiffsruders

Info

Publication number: DE102005056419A1
Application number: DE200510056419
Authority: DE
Original assignee: Dallach Gert Dr Ing
Current assignee: Dallach Gert Dr Ing
Priority date: 2005-11-26
Filing date: 2005-11-26
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2025-11-27
Also published as: DE102005056419B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehvorrichtung mit hydraulischem Antrieb, die aus einem hydraulisch betätigten Ringzylinder besteht, dessen axiale Bewegung in eine Drehbewegung umgewandelt wird. Die Umwandlung der Bewegung erfolgt über Steilgewinde, die an der Innen- und Außenseite des Ringzylinders angebracht sind und die in Steilgewinde des feststehenden Gehäuses und der drehbaren Wellenbuchse eingreifen. Der hydraulische Antrieb des Ringzylinders erfolgt direkt über ein Kolben-Zylinder-System oder über gesonderte Hydraulikzylinder.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Drehvorrichtung, insbesondere zum Drehen von Rudern. Die Drehvorrichtung besteht aus einem doppelt wirkenden hydraulisch betätigten Ringzylinder, dessen axiale Bewegung in eine Drehbewegung umgewandelt wird. Die Umwandlung der Bewegung erfolgt über Steilgewinde, die an der Innen- und Außenseite des Ringzylinders angebracht sind und die in Steilgewinde des feststehenden Gehäuses und der drehbaren Wellenbuche eingreifen. Der hydraulische Antrieb des Ringzylinders kann direkt, über ein Kolben-Zylinder-System oder über gesonderte Hydraulikzylinder erfolgen.

Bekannt sind Drehvorrichtungen mit hydraulischem Antrieb, die über Ringkolben Axialbewegungen in Drehbewegungen umwandeln, Diese Drehvorrichtungen kamen als Rudermaschinen und Drehgelenke zum Einsatz. Die Umwandlung der Bewegung erfolgte in allen Fällen durch Steilgewindegetriebe. DDR-Patentschriften Nr. 19692, 21889, 41534, 46981. Diese genannten Drehvorrichtungen haben alle den Nachteil, daß der Hydraulikantrieb und der Getriebeteil von einander getrennt sind und somit die Bauhöhe und damit auch die Masse hoch sind.

Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung einer Drehvorrichtung mit hydraulischem Antrieb bei geringer Bauhöhe, geringer Masse und hohem Wirkungsgrad.

Erfindungsgemäß besteht die Drehvorrichtung aus einem axial verschiebbaren Ringzylinder, der an den beiden ringförmigen Zylinderaußenseiten Steilgewindenuten hat, die mit Steilgewinde an der Gehäuseaußenseite und an der Wellenbuchse passgenau im Eingriff stehen.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann dieser axial frei bewegliche Hydraulikzylinder direkt durch Hydrauliköldruck von einer der beiden Seiten angetrieben werden, wobei der Hydraulikdruck in der Ringkammer aufgebaut wird, die von dem Außengehäuse mit innenliegendem Steilgewinde als Außenwand und von der Wellenbuchse mit außenliegendem Steilgewinde als Innenwand gebildet wird.

Bei einer weiteren erfindungsgemäße Ausführungsform wird der Antrieb des Ringzylinders durch einen Ringkolben im Inneren des Zylinders erzeugt, wobei der Ringkolben fest mit dem Außengehäuse verbunden ist. Die im Ringzylinder durch den Ring kolben gebildeten Zylinderräume können mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden und so den Ringzylinder axial in eine aufwärts- oder eine Abwärtsbewegung versetzen.

Erfindungsgemäß kann In einer weiteren Ausführungsform in einer offenen Bauweise der axial verschiebbare Ringzylinder durch am Außengehäuse und am Ringzylinder befestigte bekannte Hydraulikzylinder axial verschoben werden.

Die Wellenbuchse kann zur Kraft- und Momentenübertragung fest mit einer Welle oder einem Wellestumpf, vorzugsweise mit einem Ruderschaft, verbunden sein. Dazu kann die Innenseite der Wellenbuchse konisch für einen Schrumpfverbund ausgebildet sein. An der Außenseite hat die Wellenbuchse rundum ein Steilgewinde mit festgelegter Steigung.

Der Ringzylinder hat an seiner nach innen zeigenden Außenseite ebenfalls ein Steilgewinde, das in das Steilgewinde des Wellenbuchse passt. Beim axialen Verschieben des Ringzylinders wird durch die Steilgewindeverbindung die Wellenbuchse in Drehung versetzt.

Das feststehende Außengehäuse hat an der Innenseite ebenfalls ein Steilgewinde, das mit dem Steilgewinde an der Außenseite des Ringzylinders im Eingriff steht. Dieses Steilgewinde ist zu dem Steilgewinde an der Innenseite des Ringzylinders entgegengesetzt gerichtet und vergrößert so beim axialen Verschieben des Ringzylinders die Drehung der Wellenbuchse, wobei der Ringzylinder ebenfalls eine Drehbewegung ausführen kann.

Das Steilgewinde an der Außenseite des Ringzylinders kann auch als senkrechte Führungsnut ausgeführt sein und garantiert dann nur die axiale Verschiebung des Ringzylinders. Die Verstärkung der Drehwirkung des Systems auf die Wellenbuchse durch zusätzliche Drehung des Ringzylinders und damit zur Verringerung der Bauhöhe entfällt in diesem Fall.

Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In 1 ist der Schnitt der Drehvorrichtung nach Patentanspruch 1 in axialer Richtung gegeben. Wellenbuchse 1 und Außengehäuse 2 bilden einen zylindrischen Raum 11, in dem ein Ringzylinder 3 beweglich angeordnet ist. Der Ringzylinder 3 steht mit der Wellenbuchse 1 über ein inneres Steilgewinde 4 und mit dem Außengehäuse 2 über ein äußeres Steilgewinde 5 im Eingriff. Der obere zylindrische Raum wird durch eine Deckplatte 7 abgeschlossen. Dichtplatten 8, angeordnet am Ringzylinder 3, dichten den oberen und den unteren Druckraum 11a, 11b ab. Die Lager 6 und 18 sichern die Drehbewegungen der Wellenbuchse 1 gegenüber dem feststehenden Außengehäuse 2 und leiten die Ruderschaftskräfte ab. Mit 9 sind weitere Spaltdichtungen und mit 10 die Druckölzuführungen bezeichnet. Strömt Drucköl über die Druckölzuführungen 10 in den oberen Druckraum 11a, dann bewegt sich der Ringzylinder 3 nach unten. Das im unteren Druckraum 11b befindliche Öl fließt dann aus der unteren Druckölzuführungen 10 ab. Die beiden Steilgewinde 4 und 5 sind entgegengesetzt gerichtet. Durch die Axialbewegung des Ringzylinders 3 wird von dem feststehenden Außengehäuse 2 über den Ringzylinder 3 eine Drehbewegung auf die Wellenbuchse 1 und damit auf den Ruderschaft 12 übertragen.
In 2 ist der Schnitt der Drehvorrichtung nach Patentanspruch 2 in axialer Richtung dargestellt. Wellenbuchse 1 und Außengehäuse 2 bilden einen zylindrischen Raum 13, in dem ein Ringzylinder 3 beweglich angeordnet ist. Der Ringzylinder 3 steht mit der Wellenbuchse 1 über ein inneres Steilgewinde 4 und mit dem Außengehäuse 2 über ein äußeres Steilgewinde 5 im Eingriff. Der zylindrische Raum 13 wird oben durch eine Deckplatte 7 abgeschlossen. Der Ringzylinder 3 besitzt einen inneren ringförmigen zylindrischen Raum 15, der durch einen Ringkolben 14 in veränderliche Innenräume 15a, 15b aufgeteilt ist und über eine zylinderförmige Kolbenstange 16 mit dem Außengehäuse 2 fest verbunden ist. Über die Hydraulikölzuführung 10 wird durch Bohrungen 17 in der ringförmigen Kolbenstange 16 Drucköl in die inneren Zylinderräume 15 gefördert. Strömt Drucköl über die Druckölzuführungen 10 in den oberen Druckraum 15a, dann bewegt sich der Ringzylinder 3 nach unten. Das im unteren Druckraum 15b befindliche Öl fließt aus der entsprechenden Druckölzuführung 10 ab.
Die beiden Steilgewinde 4 und 5 sind entgegengesetzt gerichtet. Durch die Axialbewegung des Ringzylinders 3 wird durch die beiden Steilgewinde 4 und 5 von dem feststehenden Außengehäuse 2 über den Ringzylinder 3 eine Drehbewegung auf die Wellenbuchse 1 und damit auf den Ruderschaft 12 übertragen.
Die Lager 6 und 18 sichern die Drehbewegungen der Wellenbuchse gegenüber dem feststehenden Außengehäuse 2 und leiten die Ruderschaftskräfte ab.
Mit 9 sind weitere Spaltdichtungen bezeichnet.
3 zeigt einen axialen Schnitt der Ausführungsform nach Anspruch 3 in den beiden maximalen Stellungen.
Die Wellenbuchse 1 und das Außengehäuse 2 bilden einen zylindrischen Raum 13, in dem ein nach oben offener Ringzylinder 22 beweglich angeordnet ist. Der Ringzylinder 22 steht mit der Wellenbuchse 1 über ein inneres Steilgewinde 4 und mit dem Außengehäuse 2 über senkrechte Nuten 23 im Eingriff. Der zylindrische Raum 13 wird oben durch eine Deckplatte 7 abgeschlossen.
Angetrieben wird der oben offene Ringzylinder 22 von mehreren am Umfang verteilten Hydraulikzylindern 20, deren Kolbenstange 21 mit dem Boden des Ringzylinders 22 fest verbunden ist.
Durch die Druckölzuführung 10 in die Hydraulikzylinder 20 wird der Ringzylinder 22 axial verschoben und erzeugt über das innere Steilgewinde 4 eine Drehung der Wellenbuchse 1 und damit des Ruderschaftes 12. Die Nut 23 verhindert dabei das Mitdrehen des Ringzylinders 22.
Die Lager 6 und 18 sichern die Drehbewegungen der Wellenbuchse gegenüber dem feststehenden Außengehäuse 2 und leiten die Ruderschaftskräfte ab.
Mit 9 sind weitere Spaltdichtungen dargestellt.

1: Wellenbuchse
2: Außengehäuse
3: Ringzylinder
4: Steilgewinde innen
5: Steilgewinde außen
6: Axiallager
7: Deckplatte
8: Dichtplatten
9: Spaltdichtungen
10: Druckölzuführung
11: Druckraum, a = oben, b = unten
12: Ruderschaft
13: zylindrischer Raum
14: Ringkolben
15: veränderliche Innenräume, a = oben, b = unten
16: Kolbenstange
17: Ölbohrung
18: Radiallager
19: Hydraulikkolben
20: Hydraulikzylinder
21: Kolbenstange
22: offener Ringzylinder
23: Nut

Claims

Drehvorrichtung mit hydraulischem Antrieb, insbesondere für Ruderanlagen von Wasserfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein als doppeltwirkender Hydraulikkolben arbeitender Ringzylinder an beiden Außenseiten bekannte Steilgewinde besitzt, die entgegengesetzt gerichtet sind, und die in entsprechende Steilgewinde einer drehbarenb Wellenbuchse und des feststehenden zylindrischen Außengehäuses eingreifen.
Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringzylinder mit Steilgewinde an den Außenseiten einen geschlossenen inneren Zylinderraum besitzt, in dem ein Ringkolben vorhanden ist, der den inneren Zylinderraum in zwei veränderliche Teilräume teilt und der Ringkolben an der feststehenden Gehäusewand befestigt ist und die Teilräume über Bohrungen in dem Ringkolben wechselseitig mit Drucköl beaufschlagt werden können.
Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem mit Steilgewinde an den Außenseiten versehenen Ringzylinder in axialer Richtung mehrere einzelne bekannte Hydraulikzylinder angeordnet sind, die mit einem Ende am Hydraulikzylinder und mit dem anderen Ende mit dem feststehenden Außengehäuse verbunden sind. Dabei ist das äußere Steilgewinde zwischen Ringzylinder und Außenwand mit 90° als senkrechte Führung ausgeführt.