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Steuer vorrichtung für Schiffe.
Die von Hand aus betätigten Schiffssteuervorriehtungen haben schon sehr oft Unfälle dadurch verursacht, dass der auf das Ruderblatt wirkende Wasserdruck durch Auffahren des Schiffes auf ein Hindernis oder infolge ähnlicher Umstände das Steuerrad plötzlich und unerwartet mit grosser Kraft zurückdreht. Hiebei wird in der Regel der Steuermann schwer verletzt und sogar vielfach über Bord geschleudert.
Zur Beseitigung dieser Übelstände hat man bereits Steuerungen geschaffen, bei denen das auf der Steuerwelle angeordnete Übertragungszahnrad mit der Steuerwelle nicht fest verbunden ist und bei welchem zwischen dem Ruder und dem Steuerrad ein axial verschiebbares Kupplungsglied vorgesehen ist. Diese bekannten Einrichtungen ermöglichen zwar ein Zurückschwingen des Ruderblattes unter der Wirkung des Wasserdruckes, ohne dass das Steuerrad mitgenommen wird. Sie haben jedoch ebenfalls den Nachteil, dass bei einem Bruch des Klinkenrades der auf das Ruderblatt wirkende Wasserdruck unbedingt eine Mitnahme des Steuerrades verursacht. Ausserdem weisen diese bekannten Einrichtungen hinsichtlich ihrer Konstruktion und der dadurch bedingten Arbeitsweise grosse Nachteile auf.
Vor allem ist darauf hinzuweisen, dass die Klinken-da sie sich mit der Welle drehen-nicht unter Einwirkung des Eigengewichts eingreifen können, sondern durch eine gemeinsame, an beiden Klinken befestigte Feder zum Eingriff mit dem zugehörigen Sperr-Rad gebracht werden müssen. Ferner ist zum Ein-und Ausschalten der Klinken gemäss diesen bekannten Einrichtungen ein Nocken vorgesehen, der ausserordentlich genau gearbeitet sein muss und nur eine Vierteldrehung ausführen darf. Hat der Nocken infolge Verschleisses seine ursprüngliche Form verändert, so besteht die Gefahr, dass die Klinken mit dem zugehörigen SperrRad nicht ausser Eingriff bzw. schon wieder in Eingriff kommen.
Sämtliche genannten Übelstände werden nun gemäss der Erfindung in einfacher Weise dadurch behoben, dass das als Doppelkonus ausgebildete Kupplungsglied auf dem äusseren Kupplungsteil eine doppelte Verzahnung aufweist, die mit zwei zu beiden Seiten des Kupplungsgliedes arbeitenden Sperrklinken in der Weise zusammenarbeitet, dass in der äussersten vorgerückten Stellung des Kupplungsgliedes die eine Sperrklinke zur Wirksamkeit gelangt, während in der äussersten zurückgezogenen Stellung des Kupplungsgliedes die andere Sperrklinke wirksam wird.
Bei einer in dieser Weise ausgebildeten Steuervorrichtung ist eine unerwünschte Mitnahme des Steuerrades bei einem Zurückdrehen des Ruders völlig ausgeschlossen. Erhält nämlich das Ruderblatt von vorn oder von hinten einen Überdruck, so gleiten im ersten Falle die Kupplungsteile aufeinander, während sie in dem häufiger vorkommenden zweiten Falle sieh voneinander lösen. Selbst wenn der die mit der Klinke in Eingriff stehende Verzahnung tragende Kupplungsteil bricht, kann das Ruder eine Mitnahme des Steuerrades nicht hervorrufen, da in diesem Falle die Kupplung unterbrochen ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 den Erfindunggegenstand in Seitenansicht, Fig. 2 einen Längsschnitt, Fig. 3 die Vorrichtung von hinten gesehen, wobei das eine Steuerrad abgenommen ist, und Fig. 4 die Anordnung der Vorrichtung auf dem Heck des Schiffes in Seitenansicht.
In der Zeichnung sind mit 1 die Steuerräder bezeichnet, welche auf der Welle 2 aufgekeilt sind.
Auf der Welle 2 ist ferner ein Kegelrad 3 lose angeordnet, welches mit einem Zahnrad 4 im Eingriff steht, das zur Steuerung des Ruders 5 dient. Das Ruder 5 steht über den Schaft 6 mit dem Ruderquadranten 7 in Verbindung, welch letzterer in das Zahnrad 8 eingreift. Das Zahnrad 8 ist ebenso wie das Zahnrad 4 auf der Welle 9 aufgekeilt.
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Gemäss der Erfindung ist auf der Welle 2, zwischen das Kegelrad 3 und die Steuerräder 1 geschaltet, eine doppelt wirkende Kupplung eingebaut. Der innere Teil 10 dieser Kupplung ist fest mit dem Kegelrad 3 verbunden, noch vorteilhafter ist es, ihn aus einem Stück mit dem Kegelrad anzufertigen, während sein äusserer, aus Montierungsgründen aus zwei Teilen 11, 12 bestehender, mit den Schrauben 13 zusammen- gehaltener Teil auf einer auf der Welle verkeilten, im weiteren einfach als Schraube bezeichneten Fih- rung 14 sitzt.
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oder rückwärts verschieben und bringt bei Drehung der Welle, von hinten in der Richtung des Pfeiles gesehen, im Sinne des Uhrzeigers die Kupplungsflächen 16, 18 und im entgegengesetzten Sinne die Kupp- lungsfläehen 15, 17 miteinander in Berührung. Hiedurch wird in beiden Fällen eine Verbindung der Welle 2 mit dem lose auf ihr sitzenden Kegelrad 3 hergestellt und dieses wird nun das Ruder 5, wie bisher, nach rechts oder links legen.
Der äussere Teil 11, 12 ist beiderseits mit Verzahnungen 20, 21 versehen, in welche in ihren Endstellungen, also wenn die Kupplung eingeschaltet ist, die in dem Gestell 2. 3 gelagerten Klinken 2- ? bzw. 21- eingreifen, wodurch einesteils ein Zurückdrehen der Kupplung unmöglich gemacht und andernteils das Ruder in seiner gelegten Lage gehalten wird.
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eines Viertelkreises oder eines Winkels mit je einem lotrechten und einem waagreehten Schenkel, so dass sie infolge des Eigengewichtes stets die Eingriffsstellung einzunehmen streben.
Zur Einstellung ihrer Grenzlagen, also ihres Eingriffes und ihrer Aushebung sind die am Gestell 22 angebrachten, ihre waag-
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begrenzen, damit die Klinke bei der Verschiebung des äusseren Kupplungsteiles sieh unbedingt aus dem Eingriff heraushebt. Die Einstellung ist eine solehe, dass zwischen den waagrechten Schenkeln der mit ihren andern Schenkeln in die Kupplung in ihrer äussersten Stellung eingreifenden Klinken und der Stellschraube 25 eine kleine Lücke 26 bleibt (siehe Fig. l), so dass bei Lösung der Kupplung der äussere Kupp- lungsteil im ersten Augenblick die Klinke vorerst um ihren Zapfen etwas verdrehen kann, damit sie nicht unter Belastung auf dem Zahne zu gleiten hat.
Der Spielraum zwischen den Kupplungsflächen ist unbedingt etwas grosser als die Summe der Zahnhöhe der Verzahnungen 20, 21 und der Grösse der Lücke 26, damit die Klinken während der axialen Verschiebung der äusseren Kupplungsteile sieh unbedingt aus dem Eingriff herausheben.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist auch für die leichte Nachstellbarkeit der dem Verschleiss unterworfenen Flächen Sorge getragen worden, was sieh besonders auf das Kegelrad 3 und den mit ihm verbundenen Kupplungsteil 10 bezieht. Die Einstellung derselben in axialer Richtung wird auf der einen Seite mittels der auf die Welle 2 aufgezogenen, gekeilten Gleitunterlage 27 (Fig. 1 und 2) und der auf die Welle geschraubten Klemmschraube 28, auf der andern Seite mittels der zwischen dem Gestellager 29 und der Schraube 14 bzw. der Wellenschulter 30 angeordneten, leicht austauschbaren Einsatzscheibe 31 bewerkstelligt.
Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung ist nun folgende :
Wenn das Ruder nach rechts gelegt werden soll, so sind die Steuerräder so wie bisher nach rechts, also von hinten in der Richtung des Pfeiles gesehen, im Sinne des Uhrzeigers zu drehen. Die Schraube 14 sellraubt sieh dann in den Kupplungsteil 10 hinein und zieht denselben in axialer Richtung nach rück-
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siehtliche Lage, wobei die Klinke 24, während des Legens des Ruders, von Zahn auf Zahn auf der Verzahnung 21 springend, das gelegte Ruder, ihrer Hauptaufgabe entsprechend, in seiner Lage festhält.
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der Wirkung des Wasserdruckes frei in die Mittsehiffslage zurückkehren kann. Durch Einschaltung der Kupplung kann das Ruder natürlich auch in jeder beliebigen Zwisehenlage festgehalten werden.
Beim Zusammenstoss des Ruders mit irgendeinem Hindernis sind zwei Fälle möglieh. Das Ruder erhält den Stoss entweder von vorne, in welchem Falle der Stoss den Wasserdruek steigert, oder von riiekwärts, in welchem Falle er ihn vermindert. Im ersteren Falle werden die Kupplungsflächen infolge des
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die Kupplung ein grösseres Moment übertragen soll. Dies ist aber nicht der Fall, weil beim Legen des Ruders die Kupplungsflächen nur mit der Kraft aufeinandergespannt wurden, die eben dem auf das Ruder wirkenden Wasserdruck entsprach.
Im ersteren Falle, wo das Ruder von vorne den Stoss erhält, wird also die Kupplung gleiten, die stark dimensionierten Klinken halten den äusseren Kupplungsteil in seiner Lage fest und die Steuerräder bleiben unbeweglich. Aber selbst im schlimmsten Falle, wenn die Kupplung sich nicht lösen und-weil von der im Eingriff stehenden Klinke gestützt und dadurch an ihrer Drehung behindert-brechen würde, wird das Steuerrad nicht zurückschlagen.
Im zweiten und viel gewöhnlicheren Fall, wenn das Ruder den eventuellen starken Stoss von rückwärts bekommt, ist die Lage viel einfacher. In diesem Falle vermindert sieh der auf das Ruder wirkende Wasserdruck auf Null, wird dann negativ, d. h. die Kegelradübersetzung beginnt die Kupplung in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Dann verschiebt sich aber sofort der äussere Kupplungsteil auf der Schraube, es tritt also eine sofortige Lösung der Kupplung ein, die Steuerräder werden sich also aus diesem Grunde nicht bewegen.
Die zwischengeschaltete Kupplung wird es also in jedem Falle verhindern, dass der auf das Ruder wirkende Wasserdruck oder Stoss die Steuerräder zurückdreht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Steuervorrichtung für Schiffe mit zum Legen des Ruderblattes dienender verlangsamender
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an der Aussenseite der äusseren, axial versehiebbaren Kupplungsteile (11, 12) Verzahnungen (. 20, 21) vorgesehen sind, in welche Klinken (2 : J, 24) greifen und damit das Zurückdrehen der Steuerräder durch den auf das Ruderblatt ausgeübten Wasserdruck bei eingeschalteter Kupplung verhindern.
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Steering device for ships.
Manually operated ship steering devices have often caused accidents in that the water pressure acting on the rudder blade suddenly and unexpectedly turns the steering wheel back with great force when the ship hits an obstacle or as a result of similar circumstances. Usually the helmsman is seriously injured and often thrown overboard.
To eliminate these inconveniences, controls have already been created in which the transmission gear arranged on the control shaft is not firmly connected to the control shaft and in which an axially displaceable coupling member is provided between the rudder and the control wheel. These known devices allow the rudder blade to swing back under the action of the water pressure without the steering wheel being taken along. However, they also have the disadvantage that if the ratchet wheel breaks, the water pressure acting on the rudder blade necessarily causes the steering wheel to be entrained. In addition, these known devices have major disadvantages with regard to their construction and the mode of operation that this entails.
Above all, it should be noted that the pawls - since they rotate with the shaft - cannot engage under the action of their own weight, but must be brought into engagement with the associated ratchet wheel by a common spring attached to both pawls. Furthermore, according to these known devices, a cam is provided for switching the pawls on and off, which must be worked extremely precisely and may only perform a quarter turn. If the cam has changed its original shape as a result of wear, there is a risk that the pawls with the associated ratchet wheel will not disengage or will already engage again.
All of the above-mentioned inconveniences are now remedied in a simple manner according to the invention in that the coupling member designed as a double cone has a double toothing on the outer coupling part, which cooperates with two pawls working on both sides of the coupling member in such a way that in the most advanced position of the coupling member the one pawl becomes effective, while the other pawl becomes effective in the extreme retracted position of the coupling member.
With a control device designed in this way, undesired entrainment of the steering wheel when the rudder is turned back is completely excluded. If the rudder blade receives an overpressure from the front or the rear, in the first case the coupling parts slide on one another, while in the second case, which occurs more frequently, they loosen from one another. Even if the coupling part carrying the toothing in engagement with the pawl breaks, the rudder cannot cause the steering wheel to be entrained, since in this case the coupling is interrupted.
The invention is illustrated in the drawing, for example, u. Between Fig. 1 shows the subject matter of the invention in side view, Fig. 2 shows a longitudinal section, Fig. 3 shows the device from the rear, with one steering wheel removed, and Fig. 4 shows the arrangement of the device on the stern of the ship in side view.
In the drawing, 1 designates the control wheels, which are keyed onto the shaft 2.
Furthermore, a bevel gear 3 is loosely arranged on the shaft 2 and meshes with a gear 4 which is used to control the rudder 5. The rudder 5 is connected to the rudder quadrant 7 via the shaft 6, the latter engaging in the gear wheel 8. The gear 8, like the gear 4, is keyed on the shaft 9.
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According to the invention, a double-acting clutch is installed on the shaft 2 between the bevel gear 3 and the control gears 1. The inner part 10 of this coupling is firmly connected to the bevel gear 3, it is even more advantageous to make it from one piece with the bevel gear, while its outer part, consisting of two parts 11, 12 for assembly reasons, is held together with the screws 13 seated on a guide 14 wedged on the shaft, hereinafter referred to simply as a screw.
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or move backwards and when the shaft rotates, viewed from the rear in the direction of the arrow, it brings the coupling surfaces 16, 18 clockwise and, in the opposite direction, the coupling surfaces 15, 17 into contact with one another. As a result, a connection between the shaft 2 and the bevel gear 3 loosely seated on it is established in both cases and this will now move the rudder 5, as before, to the right or left.
The outer part 11, 12 is provided on both sides with toothings 20, 21, in which in their end positions, ie when the clutch is switched on, the pawls 2-? or 21- intervene, which on the one hand makes it impossible to turn back the coupling and on the other hand the rudder is held in its laid position.
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a quarter circle or an angle with one vertical and one horizontal leg, so that they always strive to assume the position of engagement due to their own weight.
To set their limit positions, i.e. their engagement and their excavation, the ones attached to the frame 22, their horizontal
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limit so that the pawl lifts out of engagement when the outer coupling part is moved. The setting is such that a small gap 26 remains between the horizontal legs of the pawls engaging with their other legs in the coupling in its outermost position and the adjusting screw 25 (see Fig. 1), so that when the coupling is released, the outer coupling - Lung part at the first moment the pawl can turn a little about its pin so that it does not have to slide on the tooth under load.
The clearance between the coupling surfaces is necessarily a little larger than the sum of the tooth height of the toothings 20, 21 and the size of the gap 26, so that the pawls lift out of engagement during the axial displacement of the outer coupling parts.
In the embodiment shown in the drawing, care has also been taken to ensure that the surfaces subject to wear can be easily readjusted, which particularly relates to the bevel gear 3 and the coupling part 10 connected to it. The adjustment of the same in the axial direction is carried out on the one hand by means of the wedged sliding pad 27 (FIGS. 1 and 2) pulled onto the shaft 2 and the clamping screw 28 screwed onto the shaft, on the other hand by means of the between the frame bearing 29 and the Screw 14 or the shaft shoulder 30 arranged, easily replaceable insert disk 31 accomplished.
The operation of the control device is now as follows:
If the rudder is to be turned to the right, the steering wheels are to be turned clockwise as before, i.e. viewed from behind in the direction of the arrow. The screw 14 is then screwed into the coupling part 10 and pulls it back in the axial direction.
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visible position, whereby the pawl 24, jumping from tooth to tooth on the toothing 21 during the laying of the rudder, holds the laid rudder in its position according to its main task.
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the effect of the water pressure can freely return to the midship position. By engaging the clutch, the rudder can of course also be held in any position.
If the rudder collides with any obstacle, two cases are possible. The rudder receives the push either from the front, in which case the push increases the water pressure, or from the rear, in which case it decreases it. In the former case, the coupling surfaces are due to the
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the clutch should transmit a larger torque. This is not the case, however, because when the rudder was placed the coupling surfaces were only clamped together with the force that corresponded to the water pressure acting on the rudder.
In the first case, where the rudder receives the push from the front, the coupling will slide, the large pawls hold the outer coupling part in place and the steering wheels remain immobile. But even in the worst case, if the clutch does not come off and, because it is supported by the pawl which is in engagement and is thereby prevented from rotating, it would break, the steering wheel will not kick back.
In the second and much more common case, when the rudder receives a potentially strong push from behind, the situation is much easier. In this case, the water pressure acting on the rudder is reduced to zero, then becomes negative, i.e. H. the bevel gear ratio begins to turn the clutch in the opposite direction. Then the outer coupling part moves immediately on the screw, so the coupling is released immediately, so the steering wheels will not move for this reason.
The interposed clutch will prevent the water pressure or shock acting on the rudder from turning back the steering wheels.
PATENT CLAIMS:
1. Control device for ships with a decelerating device for laying the rudder blade
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On the outside of the outer, axially displaceable coupling parts (11, 12) teeth (. 20, 21) are provided, into which pawls (2: J, 24) engage and thus the turning back of the steering wheels by the water pressure exerted on the rudder blade when the rudder blade is switched on Prevent coupling.