DE1034054B - Kraftscharnier, insbesondere zum Bewegen schwerer Teile auf Schiffen - Google Patents

Description

• Kraftscharnier, insbesondere zum Bewegen schwerer Teile auf Schiffen Die Erfindung betrifft ein Kraftscharnier, in dein die Lagerung und der hydraulische Antrieb zweier drehbar miteinander verbundener Teile kombiniert sind und das aus einem durch axialen hydraulischen Druck betätigten Schraubgetriebe besteht und insbesondere zum Bewegen schwerer Teile auf Schiffen dient. Dabei bestellt die Erfindung darin, daß das Kraftscharnier aus zwei mit je einem dieser Teile verbundenen, drehbar ineinander gelagerten, axial nicht gegeneinander verschiebbaren Hohlzylindern bestelit, die auf eineiig Teil ihrer Innenfläche ein vorzugsweise nielirgängiges Gewinde oder schraubenförmige Zähne aufweisen und in einem danebenliegenden Teil als Druckmittelzvlinder ausgebildet sind, in denen miteinander fest verbundene Kolben -]eitel], auf deren Achse Gewinde- oder Zahnräder sitzen, die in das Innergew finde der Hohlzylinder eingreifen.
• Bisher inullteli all solchen schweren Teilen, die gegeneinander verdreht "werden sollten, zusätzlich zu den Scharnieren oder Lagerungen Dreheinrichtungen angebracht werden. Es wurde bereits eine Dreheinrichtung vorgeschlagen, bei der durch Verschieben einer Mutter finit Idilfe eines livdratilisclien Kolbens eine mit dieser Mutter im Eingriff befindliche Schraube verdreht wird. Diese Einrichtung hat den -Nachteil, daß sie sehr viel Platz beansprucht: Es muß nämlich dabei die Schraube axial und radial gelagert und die Mutter in verschieblichen Schlitten gehaltert werden. Außerdem trägt der mit der Mutter durch Gestänge verbundene hydraulische Kolben zur Vergrößerung der Anlage bei. Nicht besser ist eine ähnliche, ebenfalls seit langem bekannte Anordnung, bei der eine Schraube durch einen hydraulischen Kolben verschoben und damit eine Mutter gedreht wird. Auch bei dieser Anordnung sind die einzelnen Teile, wie Kolben, Schraube, :Mutter, Lagerung für Schraube und Mutter, als selbständige Bauteile herzustellen und müssen einzeln entsprechend montiert werden, was nicht nur bei der Montage zeitraubend ist, sondern auch einen großen Platzbedarf für die gesamte Anlage zur Folge hat. Alle diese Einrichtungen haben den Nachteil gemeinsam, daß die Vorrichtung zur Aufbringung der Drehkraft verhältnismäßig viel Platz beansprucht und daß Hebel und Gestänge für die Dreheinrichtung während des Betriebs hinderlich sind.
• Bekannt ist auch eine Dreheilirichtung. bei der Scharliierzapfen und Scharnierhülse finit Flügeln versehen sind und mit der durch Einbringen eines Druckmittels in die durch die Flügel gebildeten Räume ein Drehinonient erzeugt werden kann. Diese Einrichtung ist jedoch nur zur Erzeugung verhältnismäßig kleiner Drehinornente geeignet. Zum Drehen voll so schweren Teilen, wie sie ini Schiffbau oft vorkommen, kann sie in der bekanntgewordenen Form nicht verwendet werden, da es bei dieser nicht möglich ist, die durch die Flügel gebildeten Kammern gegen so große Drücke, wie sie zum Bewegen der schweren Teile erforderlich sind, abzudichten. Die Erfindung ist in Fig. 1, 2 und 3 beispielsweise dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus zwei Hohlzylindern 1 und 2, die mit der Lagerfläche 3 radial und der Lagerfläche 4 axial gegeneinander gelagert sind. An ihren voneinander abgekehrten Enden haben die Zylinder je eine zylindrische Druckkammer 5 bzw. 6, In diese Druckkammern reicht erfindungsgemäß je ein Kolben 7 bzw. B. Die Kolben und/oder die zylindrischen Druckkaniniern tragen Dichtungen 9. Solche Dichtungen sind bekannt und können bis zu den höchsten vorkommenden Drücken zuverlässig hergestellt werden. Ferner sind die Druckkammern mit Druckmittelanschlüssen 10 bzw. 11 versehen. An die Kolben schließen fest mit ihnen und untereinander verbunden Zylinder 12 und 13 an deren Achse mit der Kolbenachse bzw. der Kraftscharnierachse zusammenfällt. Die Zylinder 12 und 13 tragen an ihrem Umfang eine schraubenförmige Verzahnung (oder auch ein mehrgängiges Gewinde oder einen Teil eines solch-en), welche finit einer entsprechenden Verzahnung (bzw. einem entsprechenden Gewinde) auf der Innenseite der Hohlzylinder kämmt.
• 1Jrfindungsgemäß wird nun einer der beiden Hohlzylinder, beispielsweise 1, mit dem festen Bauteil und der andere, 2. finit dem gegenüber dem festen verdrehbaren Bauteil verbunden, und zwar so, daß die Zylinderachse mit der Drehachse zusammenfällt. Wird nun durch den Anschluß 10 in die Druckkammer 5 Drucköl oder Druckluft oder Druckwasser eingepreßt, so wird der Kolben 7 und mit ihm die mit ihm fest verbundenen Zylinder 12 und 13 nach rechts gedrückt. Bei dieser axialen Verschiebung wird sich wegen der schraubenförmigen Verzahnung der Zylinder 12 gegenüber dem Hohlzylinder 1 verdrehen.
• Bezeichnet man die Verschiebung mit h, den Steigungswinkel der Zähne bzw. des Gewindes auf dem Umfang des Zylinders 12 mit a1, den Radius des Zylinders 12 mit rt, so wird die Verdrehung p1 des Zylinders 12 und der mit ihm fest verbundenen Teile 7,8 und 13 gegenüber dem Hohlzylinder 1 Gleichzeitig muß sich durch diese axiale Verschiebung auch der Hohlzylinder 2 gegenüber dem Zylinder 13 verdrehen. Bezeichnet man diese Verdrehung mit (p2, den Radius des Zylinders 13 mit r2, den Steigungswinkel der Zähne bzw. des Gewindes auf Zylinder 13 mit a2, so kann man schreiben Die gesamte Verdrehung von Hohlzylinder 2 gegenüber Hohlzylinder 1 ist dann 9' = 911 ± 992-Das Pluszeichen gilt, wenn die Gewinde bzw. Zähne auf den Zylinder 12 und 13 gegenläufig sind, das Minuszeichen, wenn sie gleichsinnig ansteigen. Da mit dem Hohlzylinder 1 bzw. 2 der feste bzw. der zu verdrehende Bauteil verbunden sind, nimmt dieser an der Verdrehung des Zylinders 2 um den Winkel 9p teil.
• Durch Umsteuern des Druckmittels, so daß die Druckkammer 6 durch die Bohrung 11 beaufschlagt wird, wird auch die Drehrichtung des Kraftscharniers umgekehrt.
• Für die Erfindung ist es gleichgültig, wie groß der Kolbenhub h, die Steigungen a1 und a2 und die Durchmesser r1 und r2 der Zylinder 12 bzw. 13 ausgeführt werden. Vorzugsweise wird man a1 und a2 gleich groß, aber entgegengesetzt machen. Im übrigen sieht die Erfindung vor, diese Werte jeweils nach der geforderten Übersetzung von axialer Druckkraft auf das zu erzeugende Moment miteinander abzustimmen.
• In Fig. 1 erfolgt die Druckmittelzufuhr auf beiden Seiten des Kraftscharniers durch die Bohrungen 10 und 11. Da sich die Hohlzylinder 1 und 2, in denen die Bohrungen liegen, gegeneinander verdrehen, müssen die Ansc'hlußleitungen flexibel sein oder mit Schwenkverschraubungen versehen werden. Erfindungsgemäß kann dieses vermieden werden, indem beide Anschlüsse in dem mit dem festen Bauteil verbundenen Hohlzylinder angeordnet werden (Fig.2 und 3). Der Anschluß 16 ist für den Druckzylinder 5 bestimmt. Der Anschluß 17 trägt ein Rohr 14. Dieses Rohr verläuft genau in der Scharnierachse und ist durch den Kolbenteil durchgeführt und so gegenüber diesem abgedichtet, daß ein Druckmittelübertritt aus dem Druckzylinder 5 in den Druckzylinder 6 oder umgekehrt nicht möglich ist und daß der Kolbenteil auf dem Rohr 14 gleiten und sich gegenüber dem Rohr verdrehen kann. In Fig.2 ist das Rohr nicht ganz durch den Kolbenteil durchgeführt und nur auf der einen Seite beispielsweise durch eine Stopfbüchse 15 gedichtet. Fig.3 zeigt eine weitere Variante, bei der das Rohr ganz durchgeführt ist und an beiden Seiten Dichtungen 15 vorgesehen sind.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kraftscharnier, in dem die Lagerung und der hydraulische Antrieb zweier drehbar miteinander verbundener Teile kombiniert sind und das aus einem durch axialen hydraulischen Druck betätigten Schraubgetriebe besteht und insbesondere zum Bewegen schwerer Teile auf Schiffen dient, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftscharnier aus zwei mit je einem dieser Teile verbundenen, dreh bar ineinander gelagerten, axial nicht gegeneinander verschiebbaren Hohlzylindern (1, 2) besteht, die auf einem Teil ihrer Innenfläche ein vorzugsweise mehrgängiges Gewinde oder schraubenförmige Zähne aufweisen und in einem danebenliegenden Teil als Druckmittelzylinder (56) ausgebildet sind, in denen miteinander fest verbundene Kolben (7, 8) gleiten, auf deren Achse Gewinde- oder Zahnräder (12, 13) sitzen, die in das Innengewinde der Hohlzylinder (1, 2) eingreifen.
2. 2. Kraftscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde oder die Zähne auf dem Rad (12) bzw. in dem Hohlzylinder (1) gegenüber denen auf dem anderen Rad (13) und dem anderen Hohlzylinder (2) bei gleicher Steigung gegenläufig ausgebildet sind oder verschiedene Steigungen. haben.
3. 3. Kraftscharnier nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Kolben (7 und 8) und/oder die Druckmittelzylinder (5 und 6) an ihrem Umfang Dichtungselemente tragen.
4. 4. Kraftscharnier nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzylinder mit Bohrungen (10 und 11) versehen sind, an denen Rohre oder Schlauchanschlüsse angebracht werden.
5. 5. Kraftscharnier nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelanschlösse für beideDruckmittelzylinder (5 und 6) an einen der beiden Hohlzylinder (1 oder 2) angeschlossen sind und daß das Druckmittel durch ein in der Scharnierachse liegendes Rohr (14), auf dem die Kolben (7, 8) mit den Rädern (12, 13) gleiten und das gegenüber den Kolben an seinem Umfang abgedichtet ist, in den den Anschlüssen jeweils gegenüberliegenden Druckmittelzylinder gelangt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 37 092.