DE202009014799U1

DE202009014799U1 - Rudermaschine

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Publication number: DE202009014799U1
Application number: DE200920014799
Authority: DE
Original assignee: VAN DER VELDEN BARKEMEYER GmbH; Velden Barkemeyer V D GmbH
Current assignee: VAN DER VELDEN BARKEMEYER GmbH; Velden Barkemeyer V D GmbH
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2019-10-28
Also published as: WO2011051233A3; WO2011051233A2

Abstract

Rudermaschine für ein Ruder eines Schiffes, mit
– einem feststehend an einem Schiffsrumpf zu montierenden Stator,
– einem um eine Drehachse drehbar am Stator angeordneten Rotor,
– einem zwischen Stator und Rotor ausgebildeten Raum, in dem sich ein Fluid befindet,
– mindestens einem am Rotor oder am Stator angeordneten Flügel, der den Raum in mindestens zwei Teilräume teilt, wobei zum Antreiben der Rudermaschine das Fluid von einem Teilraum in einen anderen Teilraum förderbar ist, und
– einer an dem Flügel angeordneten Dichtung, die zum Abdichten zweier Teilräume durch das in den Teilräumen befindliche Fluid über eine Zuleitung mit einem Anpressdruck beaufschlagbar ist,
gekennzeichnet durch
ein in der Zuleitung (50, 501) angeordnetes Rückschlagventil (51, 52), das ausgebildet und vorgesehen ist, bei einem Druckabfall in mindestens einem der Teilräume (W1, W2) den Anpressdruck der Dichtung (5, 5R) aufrechtzuerhalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rudermaschine für ein Ruder eines Schiffes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Rudermaschine umfasst einen feststehend an einem Schiffsrumpf zu montierenden Stator und einen um eine Drehachse drehbar am Stator angeordneten Rotor, der mit einem Ruderschaft verbunden ist und zum Bewegen des Ruderschaftes relativ zum Stator verdreht werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Rudermaschinen nach Art von hydraulisch zu betätigenden Drehflügelrudermaschinen. Bei derartigen Rudermaschinen schließen Stator und Rotor einen Raum ein, in dem sich ein Fluid, beispielsweise ein Hydrauliköl, befindet. Am Rotor und/oder Stator sind hierbei Flügel angeordnet, die den Raum in mindestens zwei Teilräume teilen, wobei zum Antreiben der Rudermaschine das hydraulische Fluid von einem Teilraum in einen anderen Teilraum gefördert wird. Durch das Fördern des Fluids ändern sich die Druckverhältnisse in den Teilräumen, sodass durch die Druckveränderung ein Drehmoment erzeugt und auf den Rotor übertragen wird.
Ausführungsformen derartiger Drehflügelrudermaschinen sind beispielsweise aus der DE – PS 1 176 514 und der DE – OS 25 44 679 bekannt. Bei diesen Rudermaschinen sind jeweils am Stator und am Rotor mehrere Flügel angeordnet, die einen zwischen Stator und Rotor gebildeten Raum in mehrere mit einem Fluid gefüllte Teilräume teilen. Das Fluid kann zwischen den Teilräumen gefördert werden, um durch Ändern der Druckverhältnisse in den Teilräumen ein Drehmoment auf den Rotor zu erzeugen.
Bei derartigen Rudermaschinen ist Voraussetzung für eine wirksame Drehmomenterzeugung, dass die Teilräume gegeneinander abgedichtet sind. Durch Fördern des Fluids zwischen den Teilräumen entsteht in einigen Teilräumen ein Unterdruck und in anderen Teilräumen ein Überdruck derart, dass der Rotor in eine Drehbewegung versetzt wird. Zur Abdichtung ist erforderlich, dass die Flügel am Rotor und Stator dichtend an den jeweils zugeordneten Wandungen anliegen – die Flügel am Stator also an der zugeordneten Wandung des Rotors und die Flügel am Rotor an der zugeordneten Wandung des Stators. Hierzu sind an den Flügeln jeweils Dichtungen vorgesehen, die einen dichten Übergang herstellen und eine Abdichtung der Teilräume gegeneinander bewirken.
Für einen dichten Übergang ist erforderlich, dass die Dichtungen mit einem ausreichenden Anpressdruck an den jeweils zugeordneten Wandungen anliegen. Um einen hinreichenden Anpressdruck zu erzeugen, ist beispielsweise bekannt, Federn in Form von Blatt- oder Schraubenfedern derart an den Dichtungen anzuordnen, dass diese gegen die ihnen zugeordnete Wandungen gedrückt werden. Nachteil bei derartigen Federn ist, dass diese eine vergleichsweise geringe Lebensdauer aufweisen und im Betrieb der Rudermaschine brechen können.
Statt Federn zu verwenden, können die Dichtungen zum Erzeugen eines Anpressdrucks über eine Zuleitung derart mit einem oder mehreren der Teilräume verbunden sein, dass die Dichtungen durch das mit einem vorbestimmten Druck von beispielsweise 100 bar in den Teilräumen befindliche Fluid beaufschlagt und auf diese Weise gegen die zugeordnete Wandung gedrückt werden. Der Fluiddruck in den Teilräumen wirkt damit über die Zuleitungen auf die Dichtungen zum Erzeugen eines Anpressdrucks ein. Das Beaufschlagen der Dichtung mit dem ohnehin vorhandenen Fluiddruck in den Teilräumen hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Kraft erzeugenden Mittel wie Federn oder dergleichen zum Erzeugen des Anpressdrucks erforderlich sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rudermaschine für ein Ruder eines Schiffes bereitzustellen, dass in zuverlässiger Weise die mit Fluid gefüllten Teilräume auch dann gegeneinander abdichtet, wenn sich die Druckverhältnisse in einem oder mehreren der Teilräume beispielsweise aufgrund eines Druckverlustes spontan ändern.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dabei ist in der Zuleitung ein Rückschlagventil angeordnet, das ausgebildet und vorgesehen ist, bei einem Druckabfall in mindestens einem der Teilräume den Anpressdruck der Dichtung aufrechtzuerhalten.
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Anordnung, bei der eine Dichtung an einem Flügel zum Abdichten zweier Teilräume gegeneinander über eine Zuleitung mit einem oder mit mehreren der Teilräume verbunden ist und über das in den Teilräumen befindliche Fluid mit einem Anpressdruck beaufschlagt ist. Über den Anpressdruck wird ein dichtender Übergang zwischen Flügel und zugeordneter Wandung und damit eine Abdichtung der Teilräume gegeneinander geschaffen.
Gedanke der vorliegenden Erfindung ist, in der Zuleitung, über die die Dichtung mit einem oder mehreren Teilräumen in Verbindung steht, ein Rückschlagventil anzuordnen, das den Anpressdruck der Dichtung aufrechterhält, wenn in einem oder in allen Teilräumen der Druck des Fluids plötzlich abfällt. Das Rückschlagventil stellt damit eine Sicherungsmaßnahme zur Verfügung, die auch dann, wenn es zu einem Druckverlust in den Teilräumen der Rudermaschine kommt, trotzdem noch einen dichtenden Übergang zwischen den Teilräumen gewährleistet. Durch das Rückschlagventil wird verhindert, dass sich der Anpressdruck der Dichtung verringert, wenn der Druck in den Teilräumen beispielsweise in Folge eines Lecks sich reduziert.
Bei der Rudermaschine können beispielsweise am Stator und am Ruder jeweils drei Flügel angeordnet sein, die den Raum insgesamt in sechs Teilräume teilen. Dies ermöglicht eine Rudermaschine, mit der ein Ruder maximal um (bedingt durch die Breite der Flügel etwas weniger) als +/– 60° gestellt werden kann, bei einer realen Ausführung beispielsweise um +/– 45°. Jeder der Flügel weist hierbei eine Dichtung auf, die gewährleistet, dass die Übergänge zwischen den einzelnen Teilräumen abgedichtet sind und ein Fluid nur auf vorbestimmten Wegen beispielsweise über eine Pumpe von einem Teilraum in einen anderen gelangen kann, nicht aber zwischen Flügel und zugeordneter Wandung hindurch.
Denkbar in diesem Zusammenhang sind auch Rudermaschinen, bei denen an Stator und Rotor je ein oder je zwei Flügel vorgesehen sind. Derartige Rudermaschinen ermöglichen einen entsprechend größeren Stellwinkel des Ruders. Bei einer Rudermaschine mit je zwei Flügeln am Rotor und Stator kann beispielsweise ein Stellwinkel von +/– 65° (bedingt durch die Flügelbreite) möglich sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform können auch vier Flügel am Stator und vier Flügel Rotor vorgesehen sein. Da die durch die Rudermaschine erzeugbare Kraft auf den Rotor aufgrund der Zunahme der Gesamtflügelfläche mit der Anzahl der Flügel steigt, kann eine Rudermaschine mit je vier Flügeln am Rotor und Stator eine höhere Kraft bereitstellen. Der erzielbare Stellwinkel verringert sich gleichzeitig aber auf idealerweise +/– 45° und realistischerweise, unter Einbeziehung der endlichen Flügelbreiten, auf ca. +/– 35°.
Grundsätzlich können auch jeweils mehr als vier Flügel am Rotor und Stator angeordnet sein, wenn große Verstellkräfte erforderlich sind, aber ein kleiner Stellwinkel in Kauf genommen werden kann.
Vorteilhafterweise wird die Dichtung an einem Flügel durch den Anpressdruck in radialer Richtung zur Drehachse dichtend gegen einen zugeordneten Abschnitt, also eine zugeordnete Wandung, gepresst. Eine Dichtung an einem Flügel des Stators wird beispielsweise radial nach innen gegen die zugeordnete Wandung des Rotors zur dichtenden Anlage gedrückt. Umgekehrt wird eine Dichtung an einem Flügel des Rotors radial nach außen an eine zugeordnete Wandung des Stators gepresst. Jeweils wird durch den Anpressdruck gewährleistet, dass der Übergang zwischen Flügel und zugeordneter Wandung abgedichtet ist.
Grundsätzlich ist möglich, nur die Dichtungen an den Flügeln des Rotors durch das in den Teilräumen befindliche Fluid zu beaufschlagen, die Dichtungen an den Flügeln des Stators aber durch einen separaten, extern und unabhängig vom Fluid in den Teilräumen bereitgestellten Druck zu beaufschlagen. Dies ist ohne weiteres möglich, da auf den Stator von außen zugegriffen werden kann und der Stator im Betrieb der Rudermaschine unbeweglich ist. Die Dichtungen am Rotor hingegen werden durch den Fluiddruck der Teilräume beaufschlagt, da die Bereitstellung eines externen Drucks zur Beaufschlagung der Flügel am Rotor nicht ohne weiteres möglich ist.
In weiterer Ausgestaltung kann auch eine zusätzliche Dichtung an dem mindestens einen Flügel angeordnet sein, die durch den Anpressdruck axial zur Drehachse dichtend gegen einen zugeordneten Abschnitt gepresst wird. Diese axial beweglich am Flügel des Rotors angeordnete Dichtung dient der Abdichtung gegenüber einer Bodenplatte und/oder Deckenplatte des Stators in axialer Richtung, so dass die Flügel am Rotor in sämtliche Richtungen dichtend an den zugeordneten Abschnitten des Stators entlang laufen.
An jedem Flügel können auch zwei Dichtungen angeordnet sein, die parallel zueinander verlaufen und jeweils über ein und dieselbe Zuleitung oder über unterschiedliche Zuleitungen mit einem Anpressdruck beaufschlagt werden. Denkbar ist auch drei oder mehr Dichtungen vorzusehen, um die Dichtheit des Übergangs zwischen Flügel und zugeordneter Wandung zu erhöhen.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Dichtung als selbstkompensierende Dichtung ausgebildet derart, dass bei Abrieb an der Dichtung die Dichtung in Richtung des Anpressdrucks nachgeführt wird und mit konstantem Anpressdruck an einen zugeordneten Abschnitt gepresst wird. Hierunter ist zu verstehen, dass die Dichtung, wenn Abrieb infolge von Reibung der Dichtung an einem zugeordneten Abschnitt des Rotors bzw. Stators entsteht, die Dichtung in Richtung des zugeordneten Abschnitts geschoben wird, also in radialer oder axialer Richtung (je nachdem in welche Richtung die Dichtung gegen Rotor bzw. Stator gepresst wird) hin zu dem zugeordneten Abschnitt gedrückt wird, so dass der Anpressdruck, mit dem die Dichtung dichtend an dem zugeordneten Abschnitt anliegt, konstant ist. Die Dichtung ist hierzu radial bzw. axial verschieblich an dem Flügel gelagert, so dass sie bei Abrieb entsprechend nachgeführt werden kann.
Die Dichtungen können aus Kunststoff, insbesondere Polyethylen, beispielsweise dem so genannten UHMW-PE („Ultrahochmolekulargewichtiges Polyethylen”) hergestellt sein. UHMW-PE ist ein widerstandsfähiges und abriebfestes thermoplastisches Material.
Die Zuleitung, über die die Dichtung mit dem in den Teilräumen befindlichen Fluid in Verbindung steht und mit einem Druck beaufschlagt wird, kann beispielsweise als Kanal ausgebildet sein, der beidseits eines jeden radial vom Stator nach innen oder radial vom Rotor nach außen vorstehenden Flügel in einer Austrittsöffnung mündet und auf diese Weise mit beiden an einen Flügel angrenzenden Teilräumen in Kontakt steht. An jeder Austrittsöffnung kann dann ein Rückschlagventil angeordnet sein, das bewirkt, dass ein Fluid von dem Teilraum in die Zuleitung eintreten kann, umgekehrt ein Fluid aus den Zuleitungen aber nicht in die Teilräume fließen kann. Auf diese Weise verhindern die Rückschlagventile auch einen direkten Fluidaustausch zwischen den an den Flügel angrenzenden Teilräumen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Stator einen Gehäusetopf, eine Bodenplatte und eine Deckenplatte aufweisen, die zusammen mit einem Rotorkörper des Rotors den mit Fluid gefüllten Raum einschließen. Der Rotor kann dabei mit seinem Rotorkörper zwischen der Bodenplatte und der Deckenplatte des Stators gelagert sein, wobei geeignete Dichtungen zur Abdichtung des Übergangs zwischen Rotorkörper und Bodenplatte bzw. Rotorkörper und Deckenplatte vorzusehen sind.
Vorzugsweise ist der Rotor über einen zwischen dem Rotor und dem Stator angeordneten, als Axiallager dienenden Lagerring an der Bodenplatte und/oder der Deckenplatte des Stators gelagert. Der Lagering ist dabei aus einzelnen, in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten zusammengesetzt ist, die jeweils mit der Bodenplatte verbunden, beispielsweise an die Bodenplatte angebolzt sein können und ein Rudertraglager verwirklichen, über das das Ruder in axialer Richtung des Ruderschaftes am Schiffsrumpf gehalten ist. Die Segmente können aber auch, in einer vorteilhaften Ausgestaltung, lose zwischen Rotor und Stator angeordnet sein. Unter lose ist hier zu verstehen, dass der Lagerring weder mit dem Rotor noch mit dem Stator fest verbunden ist, also nicht an den Rotor oder den Stator angebolzt, beispielsweise angeschraubt ist.
Das Vorsehen eines aus Segmenten zusammengesetzten Lagerrings zwischen Rotor und Stator stellt auch einen eigenen Erfindungsaspekt im Sinne des Anspruchs 12 dar. Eine solche Rudermaschine für ein Ruder eines Schiffes weist einen feststehend an einem Schiffsrumpf zu montierenden Stator und einen um eine Drehachse drehbar am Stator angeordneten Rotor auf. Bei einer solchen Rudermaschine ist mindestens ein zwischen dem Rotor und dem Stator angeordneter, als Axiallager dienender Lagerring vorgesehen, der aus einzelnen, in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten zusammengesetzt ist.
Ein unterer Lagerring zwischen der Bodenplatte des Stators und dem Rotor bildet dann das Rudertraglager, über das das Ruder in axialer Richtung des Ruderschaftes am Schiffsrumpf gehalten ist.
Das Vorsehen eines solchen Lagerrings macht die Konstruktion der Rudermaschine, insbesondere die Lagerung des Rotors am Stator sehr einfach. Herkömmlich wird zur axialen Lagerung des Rotors ein Bronzering als Auflager an die Bodenplatte des Stators angebolzt, der den Rotor in axialer Richtung lagernd abstützt. Der Bronzering ist damit fest mit dem Stator verbunden. In Abkehr hiervon wird vorliegend ein Lagerring bestehend aus einzelnen Segmenten verwendet, die den Lagerring ausbilden, wenn sie an der Bodenplatte angeordnet sind. Nicht notwendig ist hierbei, dass die Segmente spaltlos aneinander angrenzen. Zwischen den Segmenten kann vielmehr auch ein (geringer) Abstand vorhanden sein, ohne dass dadurch die Lagerwirkung beeinträchtigt ist.
Denkbar ist, die einzelnen Segmente am Rotor zu befestigen oder lose zwischen Rotor und Stator anzuordnen, ohne dass sie mit Rotor oder Stator fest verbunden sind.
Je ein als Axiallager dienender Lagerring kann zwischen Rotor und Deckenplatte und Rotor und Bodenplatte des Stators angeordnet sein.
Der Lagerring kann zur vorteilhaften Lagerung mit einem Gleitmaterial beschichtet sein, das PTFE (Polytetrafluorethylen) aufweist oder aus PTFE besteht. PTFE weist in an sich bekannter Weise vorteilhafte Reibungseigenschaften auf und gewährleistet eine reibungsarme Lagerung des Rotors am Stator. Grundsätzlich sind aber auch andere Gleitmaterialien mit vorteilhaften Reibungseigenschaften einsetzbar.
Der Lagerring kann zudem aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt sein oder Kupfer oder eine Kupferlegierung enthalten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Lagerring aus einem Metall-Kunststoff-Verbundmaterial, insbesondere einer Zusammensetzung enthaltend Stahl, Sinterbronze und Polyoxymethylen (so genanntes POM) gefertigt.
Um eine vorteilhafte Schmierung des Lagerrings bereitzustellen und damit die Reib- und Lagereigenschaften weiter zu verbessern, kann der Lagerring Vertiefungen, beispielsweise in Form von Senkungen oder Sacklöchern, an seiner Oberfläche aufweisen, die Schmiermittel aufnehmen und derart ausgebildet sind, dass eine vorteilhafte Verteilung eines Schmiermittels über die Oberfläche des Lagerrings erreicht wird.
Zusätzlich zu dem als Axiallager dienenden Lagerring kann auch ein zwischen dem Rotor und dem Stator als Radiallager dienender, beispielsweise lose angeordneter Lagerring vorgesehen sein, der als radiales Gleitlager den Rotor in radialer Richtung gegenüber dem Stator abstützt. Auch zwei solcher Lagerringe können eingesetzt werden, von denen der eine den Rotor gegenüber der Deckenplatte und der andere den Rotor gegenüber der Bodenplatte des Stators abstützt. Die radialen Lagerringe können aus demselben Material wie der als Axiallager dienende Lagerring ausgebildet sein.
Im Betrieb wird der Rotor in eine Drehbewegung versetzt, um einen mit dem Rotor verbundenen Ruderschaft anzutreiben und ein mit dem Ruderschaft verbundenes Ruderblatt zu stellen. Der Ruderschaft ist hierbei vorteilhafter Weise drehfest mit dem Rotor verbunden, wobei der Ruderschaft kraftschlüssig beispielsweise über an einer inneren Bohrung des Rotors vorgesehene Klemmsegmente an dem Rotor befestigt ist. Alternativ kann der Ruderschaft auch über einen konusförmigen Endabschnitt pressend in einer diesem Endabschnitt angepassten Bohrung des Rotors gehalten werden, wobei die Verbindung von Ruderschaft und Rotor in an sich bekannter Weise unter Anwendung eines sogenannten Ölaufzugs hergestellt werden kann, bei dem ein Hydrauliköl in eine Nut an der Bohrung des Rotors eingeleitet wird, um die Bohrung geringfügig zu weiten und den Endabschnitt des Ruderschaftes durch Aufsetzten einer Mutter auf ein Gewindeende des Ruderschaftes und Beaufschlagen der Mutter mit einem Hydrauliköl in die Bohrung einzuziehen. Vorteil dieser Verbindung unter Anwendung eines Ölaufzugs ist ihre hohe Festigkeit und die Tatsache, dass die Verbindung jederzeit wieder gelöst und in reproduzierbarer Weise wiederhergestellt werden kann.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht eines Ruders eines Schiffes;
2 eine teilweise freigeschnittene Ansicht einer Rudermaschine zum Bewegen eines Ruderschaftes;
3 eine teilweise freigeschnittene Ansicht der Anordnung gemäß 2, jedoch ohne Ruderschaft;
4 eine gesonderte Ansicht des Rotors der Rudermaschine gemäß 2 und 3;
5 eine teilweise freigeschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Rudermaschine zum Bewegengen eine Ruderschaftes;
6 eine teilweise freigeschnittene Ansicht der Anordnung gemäß 5, jedoch ohne Ruderschaft;
7 eine gesonderte Ansicht des Rotors der Rudermaschine gemäß 5 und 6;
8A eine seitliche Ansicht eines Rotors;
8B eine Querschnittansicht eines Rotors in einem Stator;
9A eine Detailansicht eines Flügels mit daran angeordneten Dichtungen;
9B eine Querschnittansicht durch einen Flügel mit daran angeordneten Dichtungen;
10 eine Schnittansicht eines Rückschlagventils;
11 eine Explosionsansicht einer Rudermaschine;
12 eine schematische Schnittansicht darstellend die Lagerung des Rotors am Stator;
13 eine schematische Ansicht eines aus Segmenten zusammengesetzten Lagerrings und
14 eine vergrößerte Ansicht des aus einzelnen Segmenten zusammengesetzten Lagerrings an der Bodenplatte des Stators.
1 zeigt ein Ruder 1 eines Schiffes, bei dem ein Ruderblatt 10 drehbar an einem Schiffsrumpf 2 angeordnet ist. Das Ruderblatt 10 befindet sich dabei (in Vorausrichtung des Schiffes gesehen) hinter einem drehbar um eine Propellerachse P an einem Propellerschaft 30 gelagerten Propeller 3 und ist drehfest mit einem Ruderschaft 11 verbunden, der über eine Rudermaschine 4 am oberen Ende des Ruderschaftes 11 zum Stellen des Ruderblattes 10 um eine Drehachse D verdrehbar ist.
2 bis 4 und 5 bis 7 zeigen zwei Ausführungsformen einer Rudermaschine 4 in Form einer Drehflügelrudermaschine, die zum Verdrehen des Ruderschaftes 11 hydraulisch betrieben wird. Das Prinzip derartiger Drehflügelrudermaschinen ist an sich beispielsweise aus der DE – OS 25 44 679 und der DE – PS 1 176 514 bekannt.
Bei der in 2 bis 4 dargestellten Rudermaschine 4 ist ein Rotor 41 drehbar an einem Stator 40 angeordnet, wobei der Rotor 41 mit einem Rotorkörper 410 zwischen einer Bodenplatte 402 und einer Deckenplatte 401 des Stators 40 gelagert ist. Die Bodenplatte 402 und die Deckenplatte 401 sind über einen Gehäusetopf 400 miteinander verbunden, wobei der Gehäusetopf 400 beispielsweise aus Stahl hergestellt sein kann und über Bolzen 403 mit der Bodenplatte 402 einerseits und der Deckenplatte 401 andererseits starr verbunden ist. Der Stator 40 ist über die Bodenplatte 402 fest an einem Schiffrumpf 2 angeordnet und damit orts- und drehfest.
Im Betrieb der Rudermaschine 4 wird der Rotor 41 gedreht und damit der mit dem Rotor 41 drehfest verbundene Ruderschaft 11 zum Stellen des Ruderblattes 10 bewegt. Die Ausführungsformen gemäß 2 bis 4 einerseits und 5 bis 7 andererseits unterscheiden sich in der Verbindung des Ruderschaftes 11 mit dem Rotor 41. Da die Funktionsweise der Rudermaschine 4 gemäß 2 bis 4 und gemäß 5 bis 7 ansonsten identisch ist, sind bei beiden Ausführungsformen für Bauteile gleicher Funktion dieselben Bezugszeichen verwendet worden.
Bei der Ausführungsform gemäß 2 bis 4 ist der Ruderschaft 11 über drei ringförmig an einer inneren Bohrung 418 des Rotors 41 angeordnete Klemmsegmente 412 kraftschlüssig mit dem Rotor 41 verbunden. An seinem oberen Ende weist der Ruderschaft 11 ein Gewindeende 110 auf, auf das eine Mutter zur axialen Sicherung des Ruderschaftes 11 aufgesetzt werden kann.
Bei der Ausführungsform gemäß 5 bis 7 ist im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 2 bis 4 der Ruderschaft 11 mit einem konusförmigen Endabschnitt 111 in eine entsprechend angepasste Bohrung 418 am Rotor 41 eingesetzt und wird über eine auf ein Gewindeende 110 des Ruderschaftes 11 aufgesetzte Mutter pressend mit dem Rotor 41 verbunden.
Wie insbesondere aus 6 ersichtlich, ist hierbei an der Innenseite der Bohrung 418 eine Nut 417 ausgebildet, die zur Verbindung des Ruderschaftes 11 mit dem Rotor 41 unter Anwendung eines sogenannten Ölaufzuges dient. Im Rahmen des Ölaufzugs kann in die Nut 417 zur Montage des Ruderschaftes 11 an dem Rotor 41 ein Hydrauliköl eingebracht werden, über das die Bohrung 418 des Rotors 41 geringfügig (beispielsweise um einige zehntel Millimeter) geweitet werden kann. Durch Aufsetzen einer Mutter auf das Gewindeende 110 des Ruderschaftes 11 und hydraulisches Beaufschlagen der Mutter kann dann der Ruderschaft 11 mit seinem Endabschnitt 111 in kontrollierter Weise in die Bohrung 418 zum Herstellen eines Pressverbundes eingezogen werden. Vorteil dieser Verbindung ist ihre hohe Festigkeit. Die Verbindung kann zudem jederzeit gelöst und anschließend auf reproduzierbare Weise wiederhergestellt werden.
Eine Verbindung des Ruderschaftes 11 mit dem Rotor 41 unter Verwendung eines Ölaufzugs (siehe 5 bis 7) wird vorzugsweise bei zu übertragenden Drehmomenten größer als beispielsweise 630 kNm angewandt. Bei Drehmomenten kleiner als 630 kNm kann der Ruderschaft 11 unter Verwendung der Klemmsegmente 412 mit dem Rotor verbunden werden (siehe 2 bis 4).
Die Wirkweise der Rudermaschine 4 gemäß 2 bis 4 und 5 bis 7 ist identisch. Wie sich aus 4 und 7 in Zusammenschau mit 8B ergibt, sind zur hydraulischen Betätigung der Rudermaschine 4 am Stator 40 und am Rotor 41 je drei Flügel 404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c angeordnet, die – wie von herkömmlichen Drehflügelrudermaschinen an sich bekannt – einen Raum W zwischen Stator 40 und Rotor 41 in sechs Teilräume W1, W2 teilen.
Die Flügel 414a, 414b, 414c des Rotors 41 sind in radialer Richtung mit dem Rotorkörper 410 verschraubt und damit an den Rotorkörper 410 gebolzt.
Denkbar ist hier auch, dass die Flügel 414a, 414b, 414c mit dem Rotor 41 verschweißt sind, wobei zum besseren Sitz ein oder mehrere Stege an jedem Flügel 414a, 414b, 414c ausgebildet sein können, die zum Verbinden in entsprechende Nuten am Rotorkörper 410 eingesteckt, insbesondere eingepresst werden.
Grundsätzlich ist auch denkbar, die Flügel 414a, 414b, 414c und den Rotorkörper 410 aus einem Stück zu fertigen. Dies ist allerdings fertigungstechnisch aufwendig, da die Teile bevorzugt aus Schmiedeeisen gefertigt werden.
Die Flügel 404a, 404b, 404c am Stator 40 sind in der dargestellten Ausführungsform über sich durch Bodenplatte 402 und Deckenplatte 401 erstreckende Bolzenverbindungen angeschraubt, können aber auch verschweißt oder aus einem Stück mit dem Gehäusetopf 400 gefertigt werden.
Die Betätigung der Rudermaschine 4 erfolgt dadurch, dass ein in den Teilräumen W1, W2 befindliches Fluid, beispielsweise ein Hydrauliköl, von einem Teilraum W1 bzw. W2 in einen anderen Teilraum W2 bzw. W1 gepumpt wird und hierdurch die Druckverhältnisse in den Teilräumen W1, W2 verändert werden. Wie beispielsweise in 2 und 5 dargestellt, können hierzu an den Gehäusetopf 400 des Stators 40 über Pumpenanschlüsse 405 Pumpen angeschlossen werden, die das Fluid von einem Teilraum W1, W2 in einen benachbarten Teilraum W2, W1 (von Teilraum W1 nach Teilraum W2 oder umgekehrt) pumpen. Dadurch, dass in einem Teilraum W1, W2 auf diese Weise ein Überdruck und in dem anderen, benachbarten Teilraum W2, W1 ein Unterdruck erzeugt wird, wird ein Drehmoment auf die Flügel 414a, 414b, 414c des Rotors 41 ausgeübt und der Rotor 41 zum Bewegen des Ruderschaftes 11 in Bewegung versetzt. In den drei Teilräumen W1 und ebenso in den drei Teilräumen W2 gleichen sich hierbei die Druckverhältnisse jeweils, während zwischen den Teilräumen W1 einerseits und W2 andererseits ein Druckunterschied erzeugt wird, der ein Drehmoment auf den Rotor 41 bewirkt.
Durch die Winkelteilung der Flügel 404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c am Stator 40 und am Rotor 41 ermöglicht die Rudermaschine 4 ein Stellen des Ruderblattes 10 um ca. 45° in die eine und die andere Richtung, bedingt durch die endliche Ausdehnung der Flügel 404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c in Umfangsrichtung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung können am Rotor 41 und am Stator 40 auch jeweils vier Flügel vorgesehen sein. Eine solche Rudermaschine kann grundsätzlich eine größere Kraft zum Stellen eines Ruders bereitstellen, ermöglicht aber einen verringerten Stellwinkel von ca. +/– 35° (mit einbeziehend die Breite der Flügel).
Werden jeweils nur zwei Flügel verwendet, ergibt sich ein maximaler Stellwinkel von beispielsweise ca. +/– 65°, bedingt durch die Flügelbreite.
Können kleinere Stellwinkel in Kauf genommen werden, können grundsätzlich auch mehr als vier Flügel am Rotor 41 und Stator 40 angebracht werden. In dieser Form kann die beschriebene Vorrichtung beispielsweise auch zum Verstellen schwerer Lasten im allgemeinen Maschinenbau eingesetzt werden.
Wie in 8A mit gestrichelten Linien dargestellt, sind die drei Teilräume W1 und ebenso die drei Teilräume W2, in denen sich die Druckverhältnisse beim Umpumpen des Fluids zum Stellen des Rotors 41 jeweils gleichen, über Druckausgleichsleitungen 413 miteinander verbunden, die sicherstellen, dass in den Teilräumen W1 bzw. in den Teilräumen W2 immer dieselben Druckverhältnisse herrschen. Druckunterschiede können auf diese Weise nur zwischen den Teilräumen W1 und den Teilräumen W2 auftreten.
Die Drucksausgleichsleitungen 413 sind als Rohre im Inneren des Rotorkörpers 410 ausgebildet, wie sich beispielsweise auch aus den teilweise geschnittenen 2 und 5 ergibt.
Damit die Flügel 404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c den Raum W in die einzelnen Teilräume W1, W2 wirksam teilen, müssen die Übergänge zwischen den Flügeln 404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c und den jeweils zugeordneten Wandungen (also dem Rotorkörper 410 bzw. dem Gehäusetopf 400) abgedichtet sein. Hierzu sind, wie in 8B schematisch dargestellt, an den radialen Stirnseiten der Flügel 404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c jeweils zwei Dichtungen 5 in Form von Dichtstreifen angeordnet, die an der jeweils zugeordneten Wandung des Rotors 41 bzw. des Stators 40 dichtend anliegen und damit gewährleisten, dass bei einer Drehung des Rotors 41 relativ zum Stator 40 die Flügel 404A, 404B, 404c, 414a, 414b, 414c dichtend am Rotorgrundkörper 410 bzw. am Gehäusetopf 400 entlang laufen und damit verhindern, dass das Fluid von einem Teilraum W1, W2 zwischen Flügel 404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c und zugeordneter Wandung (Rotorgrundkörper 410 bzw. Gehäusetopf 400) hindurch in den benachbarten Teilraum W2 bzw. W1 gelangen können.
Zusätzlich sind an den axial oberen Stirnseiten der Flügel 414a, 414b, 414c am Rotor 41 axial bewegliche Dichtungen 5R vorgesehen, die dichtend an der Deckenplatte 401 anliegen. Identische Dichtungen 5R sind auch an den unteren axialen Stirnseiten der Flügel 414a, 414b, 414c vorgesehen, so dass die rotorseitigen Flügel 414a, 414b, 414c dichtend an Deckenplatte 401 und Bodenplatte 402 des Stators 40 entlanglaufen.
Die Dichtungen 5 sind derart an den Flügeln 404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c angeordnet, dass sie radial mit einem Anpressdruck gegen die zugeordnete Wandung beaufschlagbar sind. Wie in 9A perspektivisch und in 9B schematisch dargestellt, sind hierzu die Dichtungen 5 über Zuleitungen 50, 501 mit den Teilräumen W1, W2 in Kontakt, sodass das in den Teilräumen W1, W2 mit einem vorbestimmten Druck (beispielsweise 100 bar) befindliche Fluid die Dichtungen 5 mit einem Anpressdruck entsprechend dem Fluiddruck beaufschlagt. Auf diese Weise werden die Dichtungen 5 an den Flügeln 404a, 404b, 404c am Stator 40 radial nach innen gegen den Rotorkörper 410 und die Dichtungen 5 an den Flügeln 414a, 414b, 414c am Rotor 41 radial nach außen gegen den Gehäusetopf 400 des Stators 40 gedrückt.
Die Dichtungen 5 der Flügel 404a, 404b, 404c am Stator 40 können grundsätzlich auch durch einen externen, vom Druck in den Teilräumen W1, W2 unabhängigen Druck beaufschlagt sein. In diesem Fall sind nur die Dichtungen 5 an den Flügeln 414a, 414b, 414c des Rotors 41 über Zuleitungen 50, 501 mit den Teilräumen W1, W2 verbunden.
In gleicher Weise sind die axial beweglichen Dichtungen 5R an den axialen Stirnseiten der Flügel 414a, 414b, 414c des Rotors 41 über vorzusehende Zuleitungen mit den Teilräumen W1, W2 verbunden und über das Fluid der Teilräume W1, W2 mit einem Anpressdruck beaufschlagt.
Das Fluid kann über die Zuleitungen 50, 501 unmittelbar auf die Dichtungen 5, 5R in Form der Dichtstreifen einwirken. Denkbar ist aber auch, die Dichtungen 5, 5R an einer Grundplatte anzuordnen, die mit den Zuleitungen 50, 501 in Kontakt steht und auf die das Fluid einwirkt.
Dadurch, dass die Dichtungen 5, 5R mit dem Fluiddruck in den Teilräumen W1, W2 beaufschlagt werden, sind keine zusätzlichen Kraft erzeugenden Maßnahmen, insbesondere keine zusätzlichen mechanischen Federn oder dergleichen, zum Erzeugen eines Anpressdrucks erforderlich. Es ergibt sich eine einfache Anordnung, die eine lange Lebensdauer bei sicherer Abdichtung gewährleistet.
Um zu verhindern, dass bei einem Druckabfall in einem der Teilräume W1, W2 oder in allen Teilräumen W1, W2 der Anpressdruck auf die Dichtungen 5, 5R reduziert wird, sind in der Zuleitung 50 im Bereich der Austrittsöffnungen 502 jeweils Rückschlagventile 51, 52 vorgesehen, die verhindern, dass bei einem niedrigeren Druck in den Teilräumen W1, W2 Fluid aus der Zuleitung 50 in die Teilräume W1, W2 gelangen kann. Auf diese Weise wird der Anpressdruck auf die Dichtungen 5, 5R auch bei einem Druckabfall in den Teilräumen W1, W2 aufrechterhalten, wobei die Rückschlagventile 51, 52 durch einander entgegen gerichtete Anordnung auch verhindern, dass ein direkter Durchgang über die Zuleitung 50 zwischen den benachbarten Teilräumen W1, W2 geschaffen wird.
Eine mögliche Ausgestaltung eines solchen Rückschlagventils 51, 52 ist in 10 dargestellt.
Das Rückschlagventil 51, 52 weist ein Gehäuse 510 auf, das in seinem Inneren ein bewegliches Schließelement 511 aufnimmt. Das Schließelement 511 wird durch eine an dem Gehäuse 510 abgestützte Feder 513 so vorgespannt, dass in einem Ruhezustand das Schließelement 511 mit einem Schließabschnitt 512 eine Öffnung 514 in dem Gehäuse 510 verschließt. Das Rückschlagventil 51, 52 ist damit geschlossen, wie in 10 dargestellt.
Wirkt eine Druckkraft F in der in 10 dargestellten Richtung auf den Schließabschnitt 512 ein, so wird das Schließelement 511 derart in dem Gehäuse 510 bewegt, dass die Öffnung 514 freigegeben wird und ein Fluid durch die Öffnung 514 in das Gehäuse 510 und durch eine rückseitige Öffnung 515 wieder aus dem Gehäuse 510 heraus fließen kann. Das Rückschlagventil 51, 52 ist in diesem Zustand freigegeben.
Entsprechend ist das Rückschlagventil 51, 52 in der in 9A dargestellten Weise derart in die Zuleitung 50 eingebaut, dass bei einem Überdruck in den Teilräumen W1, W2 Fluid in die Zuleitung 50 durch die Rückschlagventile 51, 52 eindringt und die Dichtungen 5, 5R beaufschlagt.
Fällt der Druck in den Teilräumen W1, W2 jedoch ab, schließen sich die Rückschlagventile 51, 52, sodass das in den Zuleitungen 50 befindliche Fluid nicht in die Teilräume W1, W2 abfließen kann und der Anpressdruck auf die Dichtungen 5 aufrechterhalten wird. Die Rückschlagventile 51, 52 dienen damit als Sicherungsmaßnahme und gewährleisten, dass auch bei einem plötzlichen Druckabfall in den Teilräumen W1, W2 die Dichtheit zwischen den Teilräumen W1, W2 aufrechterhalten bleibt.
Die Dichtungen 5, 5R sind vorteilhafterweise so an den jeweiligen Flügeln 404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c angeordnet, dass sie bei Abrieb hin zu dem jeweils zugeordneten Wandungsabschnitt des Rotors 41 oder des Stators 40 gedrückt werden können, um den Materialabtrag des Abriebs auszugleichen. Auf diese Weise wirken die Dichtungen 5, 5R selbstkompensierend derart, dass der Anpressdruck der Dichtungen 5, 5R konstant bleibt unabhängig vom Materialabtrag infolge des Abriebs. Die Dichtungen 5, 5R sind hierzu in radialer bzw. axialer Richtung verschieblich an den jeweiligen Flügeln 404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c angeordnet, so dass ein Nachführen der Dichtungen 5, 5R durch den Fluiddruck selbsttätig erfolgt.
Durch die Rückschlagventile 51, 52 wird der Fluiddruck dabei aufrechterhalten, so dass auch bei einem Druckabfall in den Teilräumen W1, W2 der Anpressdruck der Dichtungen 5, 5R nicht abfällt.
11 zeigt eine Ausführungsform einer Rudermaschine 4 in einer Explosionsansicht. Wie vorangehend bereits geschildert, ist bei der Rudermaschine 4 der Rotor 41 zwischen der Deckenplatte 401 und der Bodenplatte 402 des Stators 40 drehbar gelagert. Zur axialen Lagerung des Rotors 41 am Stator 40 sind dabei zwischen Rotor 41 und Bodenplatte 402 des Stators 40 einerseits und zwischen Rotor 41 und Deckenplatte 401 des Stators 40 andererseits je ein Lagerring 61, 62 angeordnet, der zwischen Rotor 41 und Stator 40 liegt und ringförmig aus einzelnen Segmenten 610 ausgebildet ist.
Wie in der vergrößerten Ansicht gemäß 14 dargestellt ist, sind die Lagerringe 61, 62 aus einzelnen in Umfangsrichtung aneinander anschließenden Segmenten 610 gebildet. Die Segmente liegen dabei nicht unmittelbar aneinander, sondern sind über einen Spalt schmaler Breite voneinander beabstandet.
In dem in 14 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwölf Segmente 610 zur Ausbildung des Lagerrings 61 verwendet worden. Grundsätzlich können aber auch sehr viel mehr oder sehr viel weniger Segmente 610 eingesetzt werden.
Denkbar ist grundsätzlich, die Segmente 610 an dem Rotor 41 oder an der Bodenplatte 402 bzw. der Deckenplatte 401 des Stators 40 zu befestigen. Grundsätzlich möglich ist auch, die Segmente 610 lose zwischen Rotor 41 und Stator 40 anzuordnen.
Denkbar ist auch, den Lagerring 61, 62 als einteiligen, geschlossenen Ring auszuführen, der lose zwischen Rotor 41 und Bodenplatte 402 bzw. Rotor 41 und Deckenplatte 401 angeordnet ist.
Die Segmente 610 der Lagerringe 61, 62 bestehen aus einem dünnen Material, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder einem Metall-Kunststoff-Verbundmaterial, insbesondere einer Zusammensetzung enthaltend Stahl, Sinterbronze und Polyoxymethylen (POM). Die Segmente 610 können zusätzlich mit einem Gleitmaterial, beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen), beschichtet sein. Die Lagerringe 61, 62 sind geschmiert durch das in den Kammern W1, W2 befindliche Fluid, beispielsweise ein Hydrauliköl, und stellen eine reibungsarme Lagerung des Rotors 41 am Stator 40 zur Verfügung.
Hülsen 611 sind vorgesehen und in die Segmente 610 eingesetzt, um beispielsweise Aufnahmeöffnungen für Schmiermittel zu bilden.
Eine schematische Schnittansicht der Lagerung des Rotors 41 am Stator 40 ist in 12 dargestellt.
Eine schematische Ansicht eines ringförmigen, aus Segmenten 610 zusammengesetzten Lagerrings 61, 62 ist in 13 gezeigt. Wie aus 13 ersichtlich, sind an den Segmenten 610 des Lagerrings 61, 62 Vertiefungen 612 ausgebildet, die dazu dienen, eine vorteilhafte Verteilung des Schmiermittels am Lagerring 61, 62 zu erreichen, so dass eine vorteilhafte Schmierung der Lagerung zwischen Rotor 41 und Stator 40 erzielt wird. Die Vertiefungen 612 können beispielsweise nach Art von Senkungen oder Sacklöchern mit geringem Durchmesser in die Oberfläche der Segmente 610 eingeformt sein und das Schmiermittel zur vorteilhaften Schmierung halten. Die Darstellung der 13 ist dabei nicht maßstabsgetreu zu verstehen. Beispielsweise können auch sehr viele Vertiefungen 612 mit sehr kleinem Durchmesser eingesetzt werden, die regelmäßig oder unregelmäßig an dem Lagerring 61, 62 angeordnet sind.
Wie 11 und 12 weiter zu entnehmen ist, sind zwischen Rotor 41 und Bodenplatte 402 bzw. Deckenplatte 401 zusätzlich radiale Lagerringe 71, 72 vorgesehen, die der radialen Lagerung des Rotors 41 an der Bodenplatte 402 bzw. der Deckenplatte 401 dienen. Die radialen Lagerringe 71, 72 können aus demselben Material wie die axialen Lagerringe 61, 62 hergestellt sein. Die radialen Lagerringe 71, 72 können beispielsweise lose zwischen Rotor 41 und Stator 40 angeordnet sein, also weder mit dem Rotor 41 noch mit dem Stator 40 verbolzt, beispielsweise verschraubt sein. Denkbar ist aber auch, dass die radialen Lagerringe 71, 72 an Bodenplatte 402 bzw. Deckenplatte 401 befestigt sind.
Um den Übergang zwischen Rotor 41 und Stator 40 derart abzudichten, dass das zwischen Rotor 41 und Stator 40 in den Teilräumen W1, W2 befindliche Fluid nicht entweichen kann, sind Dichtringe 81, 82 vorgesehen, die den Übergang zwischen Rotor 41 und Bodenplatte 402 einerseits und zwischen Rotor 41 und Deckenplatte 401 andererseits fluiddicht abdichten.
In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass die in 11 bis 13 dargestellte Lagerung des Rotors 41 am Stator 40 einen eigenständigen Erfindungsaspekt darstellen kann, der aber vorteilhafterweise mit den geschilderten Maßnahmen zur Abdichtung kombiniert wird.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklichen. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung grundsätzlich auch bei anders aufgebauten Rudermaschinen, beispielsweise bei Rudermaschinen mit mehr oder weniger als drei Flügeln am Rotor und Stator, einsetzbar.
Grundsätzlich ist denkbar, Anordnungen der beschriebenen Art nicht nur als Rudermaschine, sondern bei anderen hydraulischen Drehstellern beispielsweise im Maschinenbau oder in anderen Bereichen, in denen große Drehmomente zum Bewegen schwerer Bauteile erforderlich sind, einzusetzen.

1: Ruder
10: Ruderblatt
11: Ruderschaft
110: Gewindeende
111: Konusförmiger Endabschnitt
2: Schiffsrumpf
3: Propeller
30: Propellerschaft
4: Rudermaschine
40: Stator
400: Gehäusetopf
401: Deckenplatte
402: Bodenplatte
403: Bolzen
404a-c: Flügel
405: Pumpenanschlüsse
41: Rotor
410: Rotorkörper
411: Kragen
412: Klemmsegmente
413: Druckausgleichsleitungen
414a-c: Flügel
417: Nut
418: Bohrung
5, 5R: Dichtung
50, 501: Zuleitung
502: Austrittsöffnung
51, 52: Rückschlagventil
510: Gehäuse
511: Schließelement
512: Schließabschnitt
513: Feder
514, 515: Öffnung
61, 62: Axialer Lagerring
610: Segmente
611: Hülsen
612: Vertiefungen
71, 72: Radialer Lagerring
81, 82: Dichtring
D: Drehachse
F: Druckkraft
S: Druckrichtung
P: Propellerachse
W: Raum
W1, W2: Teilraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 1176514 [0004, 0055]
- DE 2544679 A [0004, 0055]

Claims

Rudermaschine für ein Ruder eines Schiffes, mit – einem feststehend an einem Schiffsrumpf zu montierenden Stator, – einem um eine Drehachse drehbar am Stator angeordneten Rotor, – einem zwischen Stator und Rotor ausgebildeten Raum, in dem sich ein Fluid befindet, – mindestens einem am Rotor oder am Stator angeordneten Flügel, der den Raum in mindestens zwei Teilräume teilt, wobei zum Antreiben der Rudermaschine das Fluid von einem Teilraum in einen anderen Teilraum förderbar ist, und – einer an dem Flügel angeordneten Dichtung, die zum Abdichten zweier Teilräume durch das in den Teilräumen befindliche Fluid über eine Zuleitung mit einem Anpressdruck beaufschlagbar ist, gekennzeichnet durch ein in der Zuleitung (50, 501) angeordnetes Rückschlagventil (51, 52), das ausgebildet und vorgesehen ist, bei einem Druckabfall in mindestens einem der Teilräume (W1, W2) den Anpressdruck der Dichtung (5, 5R) aufrechtzuerhalten.
Rudermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Stator (40) und am Rotor (41) jeweils mindestens ein Flügel (404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c) angeordnet ist, vorzugsweise aber drei Flügel (404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c), die den Raum (W) in sechs Teilräume (W1, W2) teilen, oder vier Flügel (404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c), die den Raum in acht Teilräume (W1, W2) teilen.
Rudermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) an dem mindestens einen Flügel (404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c) durch den Anpressdruck radial zur Drehachse (D) dichtend gegen einen zugeordneten Abschnitt (400, 410) gepresst wird.
Rudermaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Dichtung (5R) an dem mindestens einen Flügel (404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c) durch den Anpressdruck axial zur Drehachse (D) dichtend gegen einen zugeordneten Abschnitt (401, 402) gepresst wird.
Rudermaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mindestens einen Flügel (404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c) zwei parallel zueinander angeordnete Dichtungen (5, 5R) angeordnet sind, die jeweils über die Zuleitung (50, 501) mit einem Anpressdruck beaufschlagbar sind.
Rudermaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5, 5R) als selbstkompensierende Dichtung ausgebildet ist derart, dass bei Abrieb an der Dichtung (5, 5R) die Dichtung (5, 5R) in Richtung des Anpressdrucks nachgeführt wird und mit konstantem Anpressdruck an einen zugeordneten Abschnitt (400, 410) gepresst wird.
Rudermaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (50) als Kanal in dem mindestens einen Flügel (404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c) ausgebildet ist, wobei die Zuleitung (50) mit je einer Austrittsöffnung (502) in die dem Flügel (404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c) zugeordneten, an jeweils einer Seite des Flügels (404a, 404b, 404c, 414a, 414b, 414c) angeordneten Teilräume (W1, W2) mündet.
Rudermaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Austrittsöffnung (502) der Zuleitung (50) ein Rückschlagventil (51, 52) angeordnet ist.
Rudermaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (40) einen Gehäusetopf (400), eine Bodenplatte (402) und eine Deckenplatte (401) aufweist, die zusammen mit einem Rotorkörper (410) des Rotors (41) den Raum (W) einfassen.
Rudermaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (41) mit dem Rotorkörper (410) zwischen der Bodenplatte (402) und der Deckenplatte (401) des Stators (40) gelagert ist.
Rudermaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen zwischen dem Rotor (41) und dem Stator (40) angeordneten, als Axiallager dienenden Lagerring (61, 62), der aus einzelnen, in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten (610) zusammengesetzt ist.
Rudermaschine für ein Ruder eines Schiffes, mit – einem feststehend an einem Schiffsrumpf zu montierenden Stator und – einem um eine Drehachse drehbar am Stator angeordneten Rotor, gekennzeichnet durch mindestens einen zwischen dem Rotor (41) und dem Stator (40) angeordneten, als Axiallager dienenden Lagerring (61, 62), der aus einzelnen, in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Segmenten (610) zusammengesetzt ist.
Rudermaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (610) lose zwischen dem Rotor (41) und dem Stator (40) angeordnet sind.
Rudermaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (6) mit einem Gleitmaterial beschichtet ist.
Rudermaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial PTFE aufweist oder aus PTFE besteht.
Rudermaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (6) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist oder Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält.
Rudermaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (6) aus einem Metall-Kunststoff-Verbundmaterial, insbesondere einer Zusammensetzung enthaltend Stahl, Sinterbronze und Polyoxymethylen gefertigt ist.
Rudermaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (6) Vertiefungen (612) zur Aufnahme und/oder Verteilung eines Schmiermittels aufweist.
Rudermaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rotor (41) und dem Stator (40) zusätzlich ein als Radiallager dienender Lagerring (71, 72) vorgesehen ist.
Rudermaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ruderschaft (11) drehfest mit dem Rotor (41) verbunden ist.
Rudermaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Ruderschaft (11) über Klemmsegmente (412) mit dem Rotor (41) verbunden ist.
Rudermaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Ruderschaft (11) einen konusförmigen Endabschnitt (111) aufweist, der pressend in einer Bohrung (418) des Rotors (41) gehalten ist.