DE1037306B

DE1037306B - Schiffsantriebs-Steuerung mit einem Stellmotor fuer das Einstellglied

Info

Publication number: DE1037306B
Application number: DEL25993A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Hinterthuer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1956-10-15
Filing date: 1956-10-15
Publication date: 1958-08-21

Description

Schiffsantriebs-Steuerung mit einem Stellmotor für das Einstellglied Schiffsantriebs-Steuerungen müssen schnell wirken und möglichst kurze Manövrierzeiten zulassen, da davon im Gefahrenfalle die Sicherheit des Schiffes abhängt. Die Steuergeschwindigkeit darf dabei allerdings nie so groß werden, daß die Kraftschlüssigkeit des Propellers mit dem Wasser verlorengeht oder daß Überbeanspruchungen am Schiffsantrieb auftreten.
Es sind deshalb Einrichtungen vorgeschlagen worden, die selbsttätig dafür sorgen, daß beim Steuervorgang die jeweils zulässige Drehzahl des Propellers nicht überschritten werden kann oder daß, falls der Antrieb des Schiffes über Verstellpropeller geschieht, die Verstellung der Propellerflügel nicht über einen die Überlastung der Kraftmaschine ausschließenden. festgelegten Schubwert hinaus erfolgt.
Ferner wurde auch schon vorgeschlagen, durch eine entsprechende Ausbildung der Steuerorgane des Schiffsantriebes den zeitlichen Ablauf des Steuerorgans zu mindern. Die Erfindung betrifft eine Schiffsantriebs-Steuerung dieser Art, und zwar eine Steuerung mit einem Einstellmotor für das Einstellglied des Füllungsreglers der Kraftmaschine oder des Drehzahlreglers des Propellermotors oder - hei Verstellpropellern - des Steigungsreglers des Propellers.
Die wesentlichen Merkmale bestehen aus einer mit dem Stellmotor für das Einstellglied gekuppelten Einrichtung, deren Drehmoment im Antriebssinne mit zunehmendem Betriebswert (Kraftinaschinenleistung. Propellerdrehzahl, Verstellpropellerschubwert) des Schiffsantriebes wächst und bei abnehmendem Betriebswert des Schiffsantriebes gleichsinnig mit dem Drehmoment des Stellmotors auf das Einstellglied wirkt, sowie einem Stellmotor mit fallender Drehzahl-Charakteristik.
Mit dieser Schiffsantriebs-Steuerung gemäß der Erfindung kann die jeweilige Verstellgeschwindigkeit des Einstellgliedes den hydrodynamischen Erfordernissen des Antriebes, wie sie etwa durch errechnete oder praktisch ermittelte Drehmoment-Drehzahl-Charakteristiken des Propellers (Robinsonkurven) gegeben sind, weitgehend angepaßt werden. Der zeitliche Ablauf der Verstellung des Einstellgliedes läßt sich beispielsweise so einrichten, daß die anfangs relativ hohe Verstellgeschwindigkeit des Einstellgliedes sich mit zunehmendem Betriebswert des Schiffsantriebes ständig vermindert und daß sich bei abnehmendem Betriebswert sofort sehr hohe Verstellgeschwindigkeiten einstellen.
Eine besonders zweckmäßige Ausführung der Erfindung besteht in der Anordnung eines in Serie oder parallel zum Einstellglied liegenden Kraftspeichers, der mit zunehmendem Betriebswert des Schiffsantriebes vom Stellmotor aufgeladen wird und mit abnehmendem Betriebswert des Schiffsantriebes gleichsinnig mit dem Stellmotor auf das Einstellglied antreibend wirkt. Der Kraftspeicher kann dabei auch ein Bestandteil des Einstellgliedes, also etwa die Rückführeinrichtung des Füllungshebels der Brennkraftmaschine, insbesondere eine Federanordnung sein.
Schließlich wird noch vorgeschlagen, die erfindungsgemäße Schiffsantriebs-Steuerung so auszugestalten, daß die Drehmoment-Drehzahl-Charakteristik des Reglerantriebes auf die jeweiligen Manövrierverhältnisse abstimmbar ist. Dies kann z. B. sowohl durch ein regelbares Funktionsgetriebe innerhalb der mit dem Stellmotor gekuppelten Einrichtung als auch durch eine die Stellmotor-Charakteristik verändernde Einrichtung oder auch durch eine Kombination dieser beiden Einrichtungen im Rahmen der für die Erfüllung solcher Einzelaufgaben bestimmten bekannten konstruktiven Anordnung geschehen.
Die Zeichnung zeigt schematisch als Ausführungsbeispiel der Erfindung den Stellmotor und das Einstellglied einer Schiffsantriebs-Steuerung mit fernbedienbarer Füllungsregelung für die Kraftmaschine.
Der elektrische Stellmotor 10 mit Reihenschluß-Charakteristik dreht über die Schnecke 11 das Schnekkenradsegment 12 mit der Führungsfläche 13 für den drehbeweglichen Bolzen 14 an der Reglerstange 15 des nicht gezeichneten Füllungsreglers. Um die Reglerstange 15 ist die Rückführungsfeder 16 gelegt, die sich einerseits auf dem Federteller 17 der Reglerstange 15 und anderseits auf die Wand 18 des Reglergehäuses abstützt. Die Reglerstange 15 führt durch die Gehäusewand 18 und trägt den Zeiger 19 für die gehäusefeste Skala 20.
In der gezeichneten Stellung ist der Füllungsregler auf »Minimum« (kleinste Drehzahl) eingestellt. Wird nun das Kommando »Volle Fahrt voraus« gegeben, dann bewegt der Servomotor 10 über die Schnecke 11 das Schneckensegment 12 mit der Führungsfläche 13 nach rechts und drückt damit über den auf der Führungsfläche 13 abrollenden Bolzen 14 die Reglerstange 15 so lange ebenfalls nach rechts, bis der Zeiger 19 auf der Skala 20 die Füllung »Maximum« (höchste Drehzahl) anzeigt. Dabei wird die Feder 16 immer stärker zusammengedrückt, so daß der Stellmotor ein ständig anwachsendes Drehmoment zu überwinden hat. Damit nimmt die Einstellgeschwindigkeit des Reglers ständig ab. Die Charakteristiken der Feder 16 und des Servomotors sind so gewählt und aufeinander abgestimmt, daß trotz kurzer Manövrierzeiten keine schädlichen Übermomente entstehen können.
Auf ein jetzt folgendes Kommando »Stopp« dreht sich der Stellmotor im Gegensinne und zieht die Reglerstange 15 nach links in Richtung auf ihre »Minimum«-Stellung zu. Gleichzeitig wirkt der Druck der sich jetzt entspannenden Feder 16 in gleichem Richtungssinne auf die Reglerstange 15 ein. Durch dieses doppelte Antriebsmoment wird die »Minimum«-Stellung des Füllungsreglers rasch erreicht.
Wird bei »Volle Fahrt voraus« eine »Zurück«-Fahrtstufe kommandiert, dann wird zunächst der Füllungsregler durch den Stellmotor 10 auf die Füllung »Minimum« gestellt. Beim Erreichen dieser Stellung werden. z. B. bei nicht umsteuerbaren Kraftmaschinen diese vom Wendelgetriebe abgekuppelt, das Wendegetriebe umgesteuert und die Kraftmaschinen wieder angekuppelt. Hierauf erfolgt die Richtungsumkehr des Stellmotors 10. der nun zuerst schnell und, der zunehmenden Belastung entsprechend, dann immer langsamer über das Einstellglied den Füllungsgrad der Kraftmaschine in der vorbestimmten Höhe einstellt.
Bei umsteuerbaren Kraftmaschinen treten an die Stelle der vorgenannten Kupplungsvorgänge die bekannten Umsteuerungsschaltungen. Bei Antrieben mit Verstellpropellern tritt an die Stelle des Füllungsreglers ein Steigungsregler für die Propellerflügel. Bei elektrischen Schiffsantrieben treibt der Stellmotor gegebenenfalls den oder die Feldsteller des elektrischen Antriebsteiles.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schiffsantriebs-Steuerung, bei der die Minderung des zeitlichen Ablaufes des Steuervorganges durch eine entsprechende Ausbildung der Steuerorgane selbst erfolgt, mit einem Stellmotor für das Einstellglied des Füllungsreglers der Kraftmaschine oder des Drehzahlreglers des Propellermotors oder - bei Verstellpropellern - des Steigungsreglers des Propellers, gekennzeichnet durch einen Stellmotor (10) mit fallender Drehzahl-Charakteristik und eine mit diesem gekuppelte Einrichtung, deren Drehmoment im Antriebssinne mit zunehmendem Betriebswert (Kraftmaschinenleistung, Propellerdrehzahl. Verstellpropellerschubwert) des Schiffsantriebes dem Drehmoment des Stellmotors mit wachsender Stärke entgegenwirkt und bei abnehmendem Betriebswert des Schiffsantriebes gleichsinnig mit dem Drehmoment des Stellmotors auf das Einstellglied wirkt.
2. Schiffsantriebs-Steuerung nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch einen in Serie oder parallel zum Einstellglied liegenden Kraftspeicher, der mit zunehmendem Betriebswert des Schiffsantriebes vom Stellmotor aufgeladen wird und mit abnehmendem Betriebswert des Schiffsantriebes gleichsinnig mit dem Stellmotor auf das Einstellglied wirkt.
3. Schiffsantriebs-Steuerung nach Anspruch l oder ?, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher ein Bestandteil des Einstellgliedes ist.
4. Schiffsantriebs-Steuerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher eine Federanordnung (16) ist.
5. Schiffsantriebs-Steuerung nach Anspruch 1. 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung. durch die die Drehmoment-Drelizahl-Cliarakteristik des Antriebes des Reglers auf die jeweiligen Manöververhältnisse abstimmbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 650 341; schweizerische Patentschrift Nr. 263 470.