-
Hydraulischer Drehflügelantrieb für Ruder und Flossen von Schiffen
Antriebe für Ruder und auch für Stabilisierungsflossen sind Bauelemente, deren Versagen
oder ungenügende Wirksamkeit das damit ausgerüstete Schiff und damit auch seine
Besatzung erheblich gefährden können. Obwohl dies auch für hydraulische Drehflügelantriebe
gilt, hat man zur Sicherung solcher Anlagen bisher lediglich statt einer einzigen
Druckmittelpumpe zwei voneinander unabhängige Druckmittelpumpen vorgesehen, die
wahlweise mit dem das Ruder oder die Flosse antreibenden Drehflügelmotor verbunden
werden können.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Drehflügelantrieb
dieser Art zu schaffen, der gegenüber den vorbekannten Anlagen mit möglichst geringem
zusätzlichem technischem Aufwand sowohl eine größere Betriebssicherheit als auch
bessere Manövriereigenschaften des Schiffes besonders bei relativ geringen Fahrgeschwindigkeiten
bietet.
-
Zur Lösung der genannten Aufgabe geht die Erfindung von einem bekannten
hydraulischen Drehflügelantrieb aus, bei dem zwei auf einer Achse hintereinanderliegende
Drehflügelmotoren angeordnet sind. Die Drehflügelmotoren sind bei dieser bekannten
Anlage in das Ruder selbst eingebaut. Die Aufteilung in zwei Motoren ist dabei eine
zwangläufige Folge der hier wegen des abgrenzenden Querschnittes des Ruderschaftes
notwendigen Leistungsaufteilung. Die Druckkammern der beiden Motoren werden überdies
über die gleiche Druckleitung von der gleichen Druckölquelle gespeist, so daß Anlagen
dieser Art keinesfalls sicherer als eine Anlage mit nur einem einzigen Drehflügelmotor
sind.
-
Der hydraulische Drehflügelantrieb nach der Erfindung kennzeichnet
sich demgegenüber dadurch, daß die auf einer Achse hintereinanderliegenden Drehflügelmotoren
bei voneinander unabhängig beaufschlagbaren Druckkammern Gehäuse und Drehflügelträger
gemeinsam haben und daß sie in deckelloser Bauart ausgeführt sind, wobei der gemeinsame
Drehflügelträger als hohlgebohrte Nabe des Ruderschaftes ausgebildet ist.
-
Es sind hydraulische Drehflügelmotoren für allgemeine Antriebszwecke
bekannt, bei denen die durch einen Flanschdeckel abgedeckte Druckkammer durch eine
mit der Schwenkwelle des Drehflügelteiles verbundene Zwischenscheibe in zwei Kammern
ungleichmäßiger Größe aufgeteilt ist. Die beiden Teilkammern können unabhängig voneinander
von einer gemeinsamen Druckmittelpumpe aus beaufschlagt werden. Auf diese Weise
soll die Möglichkeit geschaffen werden, die Leistung des Drehflügelantriebes zu
variieren, indem je nach Schaltung der Druckmittelzufuhr entweder die eine oder
die andere der beiden Teilkammern oder beide gleichzeitig beaufschlagt werden. Der
drehbewegliche Teil wird dabei von einem einzigen radialen Flügel gebildet, der
an der Schwenkwelle des Antriebes angebracht ist. Der genannte einflügelige Drehflügelantrieb
ist für einen Ruder- oder Flossenantrieb ungeeignet, da die durch das Ruder oder
die Flosse auf den Schaft ausgeübten unausgeglichenen Kräfte diesen Schaft einseitig
beanspruchen und ihn darum mit beträchtlichen Biegungsmomenten belasten. Außerdem
entstehen durch die Zwischenscheibe als Trennwand der beiden Druckkammern und den
äußeren Gehäusedeckel hinsichtlich des Druckmittelübertrittes von einem Motor zum
anderen bzw. an den Stirnflächen von einer Druckkammer zur anderen Gestaltungsprobleme,
deren Lösung sich offenbar weit aufwendiger gestaltet als bei der deckellosen Ausführung
des erfindungsgemäßen Antriebes, da Zwischenscheibe und Außendeckel gegen Durchbiegen
zu sichern sind. Der Doppelmotor wird dadurch schwer und aufwendig, was seine Verwendung
als Antrieb für Ruder und Flossen auf Schiffen praktisch ausschließt. Da außerdem
bei der bekannten Ausführung besonders anzulegende Ringleitungen für die Druckmittelverteilung
benötigt werden, da das zweiteilige Gehäuse dazu nicht herangezogen wird, wird der
Gesamtaufbau der Anlage zusätzlich aufwendiger.
-
Bei Drehflügelantrieben für Schiffsruder ist es auch bereits bekannt,
die Druckkammer eines mehrflügeligen Antriebes durch eine Eindrehung der Nabe oder
Welle so zu gestalten, daß besondere Außendeckel
mit Flanschdichtungen
überflüssig werden. Die Erfindung zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, daß nicht
nur die Außendeckel, sondern auch ein Zwischendeckel zwischen den koaxialen Druckkammern
entfallen. Damit entfallen auch die Beanspruchungen dieses Zwischendeckels, die
eine Durchbiegung der Schwenkwelle, damit ein Verklemmen der Flügelführungen und
eine Beeinträchtigung der Dichtung derselben herbeiführen können. Hierbei ist zu
beachten, daß die Schwenkwelle infolge der koaxialen Hintereinanderschaltung von
zwei Motoren etwa doppelt so lang ist wie bei einer normalen, eindeutigen Bauart
und dabei vor allem in der Mitte besonders Biegebeanspruchungen durch Zwischendeckel
ausgesetzt ist.
-
Die Zeichnung zeigt in den F i g. 1 und 2 als ein Beispiel eine Ausführung
des Motorteiles eines Drehflügelantriebes nach der Erfindung in vereinfachter Darstellung,
und zwar in F i g. 1 einen Querschnitt nach der Schnittlinie 1-I der F i g. 2 und
in F i g. 2 einen Querschnitt nach der Schnittlinie II-II der F i g. 1; F i g. 3
gibt den zugehörigen Plan für die von den beiden Druckmittelquellen ausgehenden
Druckmittelzuleitungen und -ableitungen wieder.
-
Nach der F i g. 1 und 2 haben die beiden Drehflügelmotoren ein gemeinsames,
nicht mitdrehendes Motorgehäuse 1 und eine auf dem nicht gezeichneten Ruderschaft
festsitzende, hohlgebohrte Nabe 2, in die die übereinanderliegenden Druckkammern
3 in der Form von ringförmigen Ausnehmungen eingearbeitet sind.
-
Am zylindrischen Innenmantel des Motorgehäuses 1 sind die die Druckkammern
3 der Drehflügelmotoren seitlich begrenzenden Anschlagstücke (Trennwände) 4 mit
den Befestigungselementen 5 festgemacht. Die Flügel 6 in den Druckkammern 3 sind
mit der Nabe 2 durch die Befestigungselemente 7 verbunden.
-
Die Drehflügelmotoren werden vom Ruderschaft getragen. Das Motorgehäuse
1 wird über die in seinen Laschen 8 sitzenden zylindrischen Anschlagkörper 9 von
den schiffsfesten Pufferhülsen 10, quer zu seiner Längsachse elastisch gelagert,
festgehalten.
-
Zu den oberen Druckkammern 3 gelangt das Druckmittel über die Ringleitungen
11 oder 12 und zu den unteren Druckkammern 3 über die Ringleitungen
13 oder 14.
-
Nach dem Leitungsplan der F i g. 3 führt die Zu-und die Ableitung
einer jeden der beiden Druckmittelpumpen sowohl zum oberen als auch zum unteren
Drehflügelmotor, wobei vor jedem Motoranschluß in jede Leitung ein Absperrventil
gelegt ist. so ist - von der einen Druckmittelpumpe kommend - die Leitung I a über
die Absperrventile 15 bzw.16 an die Ringleitung 11 bzw. 13 und die Leitung I b über
das Absperrventil 17 bzw. 18 an die Ringleitung 12 bzw. 14 angeschlossen. Von der
anderen Druckmittelpumpe führt die Leitung Il a über das Absperrventil 19 bzw. 20
an die Ringleitung 11 bzw. 13 und die Ringleitung II b über das Absperrventil 21
bzw. 22 an die Ringleitung 12 bzw. 14. Alle Ringleitungen münden über Stichleitungen
in die Druckkammern 3 des zugehörigen Drehflügelmotors, und zwar so, daß die Stichleitungen
der einen Ringleitung rechts von jedem Drehflügel und die Stichleitungen der anderen
Ringleitung links von jedem Drehflügel in gegenüberliegenden Ecken der Druckkammern
3 enden.
-
Zwischen die beiden Ringleitungen des oberen bzw. des unteren Drehflügelmotors
ist das Umlaufventil 23 bzw. 24 und sind außerdem die Überdruckventile 25, 26 bzw.
27, 28 geschaltet. Durch Öffnen des Umlaufventils eines nicht betriebenen Drehflügelmotors
wird erreicht, daß das in ihm vorhandene Druckmittel zwanglos umlaufen kann.
-
Mit dem beschriebenen Drehflügelantrieb kann durch sinngemäßes Bedienen
der Absperrventile jeder Drehflügelmotor wahlweise über eine von beiden Druckmittelleitungen
beaufschlagt werden. Es ist aber auch möglich, beide Drehflügelmotoren zusammen
wahlweise an eine der Druckmittelleitungen zu legen.
-
Ein solcher Drehflügelantrieb ist deshalb auch dann noch betriebsfähig,
wenn einer der Drehflügelmotoren etwa infolge von Undichtigkeiten, Beschädigung
oder Zerstörung seiner einzelnen Elemente oder Betriebsmittelleitungen für einen
mehr oder weniger langen Zeitraum unbrauchbar geworden ist.
-
Durch Schalten beider Druckmittelleitungen auf nur einen Drehflügeimotor
können außerdem bei Ruderdrehmomenten, die kleiner sind als das Nenndrehmoment,
für die die Fördermenge jedes Pumpenaggregates ausgelegt ist, höhere Ruderdrehgeschwindigkeiten
erreicht werden. Die Ruderdrehgeschwindigkeit ist dann beispielsweise bei halbem
Nenndrehmoment infolge der verfügbaren doppelten Fördermenge doppelt so groß, als
wenn bei normalem Betrieb je eine der Druckmittelleitungen auf je einen Drehflügelmotor
arbeitet. Dadurch ist, vor allem bei geringen Fahrgeschwindigkeiten, eine wirksamere
Ruderlegung und infolgedessen ein besseres Manövrieren des Fahrzeuges möglich.