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Notsteuerung für hydraulische Ruderanlagen Die Erfindung betrifft
Ruderanlagen, insbesondere solche mit großem Leistungsbedarf, die mit Hilfe einer
Kraftquelle, und zwar zumeist durch elektrischen Strom aus dem Bordnetz, angetrieben
werden. Aus Sicherheitsgründen muß oft gefordert werden, daß diese Ruderanlagen
auch dann noch betrieben werden können, wenn ihre Kraftquelle einmal ausfällt.
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Es sind Einrichtungen bekannt, die es ermöglichen, derartige Ruderanlagen
notfalls von Hand zu betätigen, wozu dann aufwendige Getriebe benötigt werden. Dabei
kann das Ruder naturgemäß immer nur sehr langsam gedreht werden, wodurch der Steuereffekt
beträchtlich gemindert und daher vielfach unzureichend ist.
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Da an Bord eines Schiffes auch bei Ausfall seiner Kraftquellen, insbesondere
des elektrischen Stromes, fast immer noch Preßluft vorhanden ist, die vor allem
zum Anwerfen von Dieselmotoren dient, hat man schon versucht, pneumatische Motoren
als Antrieb für die Notsteuerung von hydraulischen Ruderanlagen einzusetzen. Weil
aber pneumatische Motoren einen relativ hohen Luftverbrauch haben, wird der Wirkungsgrad
der gesamten Ruderanlage, der vor allem noch durch die Verluste an den Druckflüssigkeitspumpen
ungünstig beeinflußt wird, so schlecht, daß zumeist die vorhandenen Preßluftvorräte
zu bald erschöpft sind.
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Es ist andererseits auch schon bekannt, eine im Normalfall preßluftbetätigte
Schiffsruderanlage bei Versagen des zugehörigen Luftdrucksystems durch geeignete
Umschaltungen als hydraulisch betätigte Schiffsruderanlage zu betreiben. Die Umstellung
vom pneumatischen auf hydraulischen Betrieb ist hier naturgemäß langwierig und umständlich,
da ja zunächst alle Luft aus der Rudennaschine entfernt werden muß, ehe sie sicher
mit Druckflüssigkeit weiterbetrieben werden kann. Entsprechendes gilt für die Umstellung
des Betriebes mit Druckflüssigkeit auf Betrieb mit Preßluft.
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Ebenfalls ist bekannt, preßluftbetätigte Ruderanlagen für Binnenschiffe
aus einem z. B. für das Anlassen eines Schiffsantriebsmotors schon vorhandenen Preßluftbordnetz
zu speisen.
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Ferner ist auch ein Notantrieb für eine hydraulisch betätigte Schiffsruderanlage
bekannt, bei der der zum Antrieb der Rudermaschine benötigte hydraulische Druck
durch eine handbetriebene Pumpe erzeugt wird. Dabei wird das Öl für diese
Pumpe, zum Erfüllen gesteigerter Genauigkeitsansprüche, einem mit Preßluft beaufschlagten
Hochbehälter entnommen.
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Bekannt sind schließlich auch hydraulische Ruderanlagen mit zwei unabhängigen,
jeweils auf eine Seite der Rudennaschine wirkenden hydraulischen Druckquellen, die
im Falle des Versagens gegen zwei weitere Druckquellen wechselseitig austauschbar
sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, mit geringstmöglichem Aufwand eine Notsteuerung
für eine hydraulisch betätigte Rudennaschine zu schaffen, deren Antrieb besonders
ökonomisch arbeitet.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in einer
Einrichtung, die die normale Einrichtung zur Druckflüssigkeitszufuhr ersetzt, als
Hilfsdruckmedium dem Bordnetz entnommene Preßluft verwendet wird, wobei die Preßluft
in zwei druckfesten Behältern den Arbeitsdruck an jeweils einen hierin befindlichen
Vorrat eines hydraulischen, die Rudermaschine betreibenden Druckmediums übergibt,
von denen jeder Vorrat jeweils mit einer der zwei Arbeitsraumgruppen einer Rudermaschine
in Verbindung steht und zumindest so groß ist, daß er zum vollen Ausfahren der Rudermaschine
ausreicht, und wobei die Behälter über Schaltelemente, wie Ventile und Steuerschieber,
auf der hydraulischen Seite je an die Zuleitung bzw. Ableitung der Rudermaschine
und luftseitig je an die Preßluftquelle oder an eine ins Freie führende Leitung
anschaltbar sind.
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Die Zeichnung zeigt Prinzipschaltbilder einiger Ausführungsforinen
der Erfindung. Gleichwertige Elemente dieser Bilder sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In F i g. 1 sind die beiden gleichgroßen Behälter
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und 2 mit Luft und Drucköl gefüllt. Sowohl luftseitig als auch ölseitig
führt von jedem Behälter 1 und 2 eine Leitung von oben zum Steuerschieber
3, in den von unten die beiden von der Rudennaschine 4 kommenden Leitungen
sowie die Preßluftleitung 5 und die Freiluftleitung 6 münden. In der
Preßluftleitung 5
liegt das Rückschlagventil 7 und in der Freiluftleitung
6 das Drosselventil 8. Das Luftausgleichsventil 9 verbindet
die beiden Behälter 1 und 2 luftseiti.
g, und das ölausgleichsventil
10 die beiden Behälter 1 und 2 ölseitig. Das Absperrventil
11 hindert bei nicht in Betrieb befindlicher Anlage die Preßluft am Eintritt
in den Steuerschieber 3.
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Die mit dem Steuerschieber 3 in seinen drei möglichen Stellungen
erzielbaren Leitungsschaltungen C
sind unter dem Schaltbild der Ruderanlage
symbolisch dargestellt.
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Zur Inbetriebnahme der Anlage werden das Luftausgleichsventil
9 und das ölausgleichsventil 10 geschlossen und das Absperrventil
11 geöffnet. Die Preßluft dringt dann zunächst bis zum Steuerschieber
3 vor. Wird nun der Steuerschieber 3 aus seiner alle seine Leitungsanschlüsse
sperrenden mittleren Nullpunktlage nach links oder nach rechts geschoben, dann gelangt
die Preßluft in den Raum über dem Öl im Behälter 1 und 2. Der
jeweils andere Behälter wird gleichzeitig über das Drosselventil mit der Außenluft
verbunden. Durch den in dem einen Behälter entstehenden Luftüberdruck wird das
Öl
aus diesem Behälter hinaus und über die entsprechend zusammengeschalteten
ölleitungen in die Rudermaschine 4 gedrückt, die dann das Ruder in der gewünschten
Richtung bewegt. Das durch die andere Anschlußleitung der Rudermaschine 4 abfließende
Öl gelangt in den mit der freien Luft verbundenen Behälter. Die Rudermaschine
4 wird somit mit einem der jeweiligen Druckdifferenz zwischen der Luft der beiden
Behälter 1 und 2 etwa proportionalen Druck beaufschlagt.
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Bei der Ruderanlage nach F i g. 2 führen sämtliche Luft- und
Ölleitungen der Behälter 1 und 2 von oben in den Leitungsumschalter 12, dessen
Schaltmöglichkeiten für seine beiden Betriebsstellungen links darunter symbolisch
dargestellt sind.
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Der Steuerschieber 13 ist der Rudermaschine 4 vorgeschaltet.
Er dient der Umkehr der Strömungsrichtung in der Rudennaschine 4, wie aus den rechts
daneben dargestellten drei symbolischen Stellungsbildern ersichtlich ist.
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Wird der Leitungsumschalter 12 nach links geschoben, dann gelangt
die Preßluft in den Behälter 1, und das Drucköl fließt zunächst in den Leitungsumschalter
12. Befindet sich jetzt der Steuerschieber 13 in seiner Stellung rechts,
dann tritt das Öl durch die Leitung links in die Rudermaschine 4 ein, fließt
durch die Leitung rechts ab über den Steuerschieber 13 und tritt dann in
den Behälter 2 ein, da dessen Luftraum mit der Freiluftleitung verbunden und dadurch
genügend große Druckdifferenz zwischen der Luft in den Behältern 1 und 2
vorhanden ist.
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Bei dieser Ruderanlage nach F i g. 2 ist also beim Steuern
nach jeder der beiden Richtungen immer nur ein und derselbe Behälter mit der Preßluftquelle
verbunden, während der andere an die Freiluftleitung geschaltet ist und als Sammelbehälter
für das aus der Rudermaschine kommende Öl dient. Sobald alles Drucköl des
einen Behälters verbraucht ist, muß der Leitungsumschalter 12 umgestellt werden.
Um zuverlässig zu verhindern, daß Luft in die Arbeitskammern der Rudermaschine 4
dringt, ist es zweckmäßig, die Luft und das Öl eines jeden Behälters durch
eine undurchlässige Zwischenwand, etwa durch eine Blase, voneinander zu trennen.
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Bei der Ruderanlage nach F i g. J sind die beiden Behälter
1 und 2 luftseitig an das Luftsteuerventil 14 angeschlossen, durch das jeder
Behälter entweder an die Preßluftleitung 5 oder an die Freiluftleitung
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geschaltet werden kann, wie dies symbolisch die daiüber dargestellten drei
Schaltbilder zeigen. Von den Behältern 1 und 2 führt ölseitig je eine
Leitung von oben in das selbsttätige Doppelsperrventil 15, in das von unten
her die beiden von der Rudermaschine 4 kommenden Leitungen münden. Das an sich bekannte
selbsttätige Doppelsperrventil 1.5 wird durch den Druck des öls des an die
Preßluftquelle geschalteten Behälters in der Weise betätigt, daß das unter Druck
stehende Öl in die Rudermaschine 4 und das aus der Rudermaschine 4 abzuleitende
öl in den gerade mit der Freiluftleitung verbundenen Behälter eintreten kann.
Das zwischen den beiden ölleitungen der Behälter 1 und 2 angeordnete Ausgleichsventil
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ermöglicht eine Abgleichung der ölmengen in den beiden Behältern
, und 2, wenn diese Mengen durch Undichtheiten in unerwünschtem Maße verschieden
groß geworden sind.
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Diese Ruderanlage nach F i g. 3 läßt sich bei einfacher Leitungsführung
über das Steuerventil 14 auch fernbedienen, wodurch beispielsweise auf Schiffen
das Ruder selbst im Notbetrieb noch von der Kornmandobrücke aus betätigt werden
kann.
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Für hydraulische Ruderanlagen, die mit hohem Druck und geringen ö1mengpn
arbeiten, kann es zweckmäßig sein, zwischen der Preßluft und dem Drucköl in jedem
Behälter eine Druckübersetzungseinrichtung anzuordnen. wie sie das Ausführungsbeispiel
nach F i g. 4 zeigt.
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In F i g. 4 sind die Behälter als Differentialzylinder
18, 19 mit freiliegendem Kolben 20, 21 ausgebildet. Durch die unterschiedlichen
Querschnitte der Luftkolben gegenüber den ölkolben steht das Behälteröl unter einem
entsprechend höheren Druck als die Behälterluft.
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Die Rudermaschine 4 ist als Kolbenmaschine dargestellt, deren beide
Zylinder an das selbsttätige Doppelsperrventil 15 angeschlossen sind. Die
Ausgleichsventile 16 und 17 ermöglichen die Wiederherstellung gleicher
Betriebsverhältnisse für beide Zylinder 18 und 19 für den Fall, daß
sich vor oder während des Betriebes der Notsteuerung unerwünschte Verschiedenheiten
eingestellt haben.