DE1216149B - Fernbetaetigungsvorrichtung, insbesondere fuer Schiffsmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 63 j

Deutsche Kl.: 65 f2 - 8

Nummer: 1216149

Aktenzeichen: B 68780 XI/65 f2

Anmeldetag: 8. September 1962

Auslegetag: 5. Mai 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernbetätigungsvorrichtung insbesondere für Schiffsmaschinen, mit einem handbetätigten Signalgeber und einem Übertragungswellentrieb zur Übertragung der Kommandobewegung des Signalgebers auf die Steuerorgane der Maschine und/oder ein dieser zugeordnetes Anzeigegerät.

Auf großen Schiffen erfolgt die Kommandoübertragung vom Signalgeber auf die Schiffsmaschine meist über einen Stellantrieb in Form einer sogenannten Nachlaufsteuerung.

Der Übertragungswellentrieb ist hierzu durch ein Wählschaltwerk in einen ersten, mit dem Signalgeber verstellten Abschnitt und einen zweiten, durch einen Stellmotor angetriebenen Abschnitt unterteilt. Das Wählschaltwerk weist eine mit dem ersten Abschnitt bewegte Steuerscheibe und ein mit dem zweiten Abschnitt bewegtes Nachlaufglied sowie eine Schaltvorrichtung auf, die bei jeder Verstellbewegung der Steuerscheibe den Stellmotor in der entsprechenden Drehrichtung anlaufen läßt und wieder abschaltet, wenn das Nachlaufglied die Steuerscheibe eingeholt hat.

Die Kraft zur Verstellung des handbetätigten Signalgebers ist hierbei äußerst gering, da dieser nur auf den ersten, kurzen Abschnitt des Übertragungswellentriebs einwirkt, während die Anpassung der Maschine an das eingestellte Kommando, d.h. die eigentliche Verstellarbeit, vom Stellmotor ausgeführt wird.

Das gleiche Prinzip kommt auch bei Schiffsruderanlagen zur Anwendung. Auch hierbei erfolgt die Bewegung des schweren Ruders durch einen Stellmotor, die sogenannte Rudermaschine, die beim Drehen des Steuerrades auf der Schiffsbrücke anläuft und wieder stillgelegt wird, wenn das Ruder die auf der Brücke vorgegebene Stellung erreicht hat.

Bekannten Vorrichtungen dieser Art ist das Merkmal gemein, daß bei jeder Veränderung der Stellung des Signalgebers der Stellmotor anläuft und ununterbrochen so lange weiterläuft, bis im Wählschaltwerk die Steuerscheibe vom Nachlaufglied eingeholt worden ist und die Stellung beider Teile wieder übereinstimmt, d. h. bis die Anpassung an das vorgegebene Kommando erfolgt ist.

Wird bei einem Schiffsmaschinentelegrafen beispielsweise der Signalgeber von »Voll Voraus« auf »Voll Zurück« verstellt, so wird die Schiffsmaschine bis auf die Leerlaufdrehzahl gedrosselt und sofort wieder beschleunigt. *

Während die Maschine mit der Mindestdrehzahl läuft, müssen jedoch die Kupplungen zur Schrauben-Fernbetätigungsvorrichtungj insbesondere für Schiffsmaschinen

Anmelder: .'....

Bloctube Controls Limited,

Aylesbury, Buckinghamshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Wiemuth, Patentanwalt,

Düsseldorf-Oberkassel, Hansa-Allee 159

Als Erfinder benannt:

Herbert John Goodwin, London (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 11. September 1961^32 588)

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welle gelöst, gegebenenfalls das Umkehrgetriebe geschaltet und die Kupplungen für den Rückwärtslauf wieder zum Eingriff gebracht werden. Dies erfordert eine gewisse Zeit.

Um diese Zeit zur Verfügung zu stellen, ist bei dem bekannten Schiffsmaschinentelegrafen dem Stellmotor ein Reduziergetriebe nachgeschaltet, das die Verstellung über den Leerlaufbereich und somit natürlich auch über den gesamten Verstellbereich hinweg verhältnismäßig langsam erfolgen läßt. In Anpassung an verschiedene Schiffstypen ist das Untersetzungsverhältnis des Reduziergetriebes zwar veränderbar, doch ändert dies nichts daran, daß die Anpassung der Schiffsmaschine an ein vorgegebenes Kommando stets in einem Zug erfolgt, da der Stellmotor ohne Unterbrechung so lange läuft, bis die Maschine an das jeweils vorgegebene Kommando angepaßt ist.

Bei sehr großen Schiffen bringt dies Nachteile mit sich, denn je größer ein Schiff ist und je schwerer demnach auch die Kupplungen sind,

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desto mehr Zeit muß im Leerlaufbereich für das Der zweite Abschnitt des- Ubertragungswellen-

Lösen und Ineingriffbringen derselben zur Ver- triebes wirkt nicht allein auf die Steuerorgane der

fügung stehen. Maschine, sondern darüber hinaus auch auf weitere,

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt nicht zur Erfindung gehörende Vorrichtungen ein,

daher darin, eine Betätigungsvorrichtung zu schaffen, 5 die bei einer Umkehrung des Schiffsantriebes die

die es gestattet, die Maschine zwar schnell zu Kupplungen betätigen bzw. das Umkehrgetriebe

drosseln und schnell wieder zu beschleunigen, die schalten.

aber bei einer Umsteuerung des Schiffsantriebs im Um diese Vorgänge einzuleiten, genügt jedoch ein niederen Drehzahlbereich eine ausreichende Zeit zur kurzer vorübergehender Anlauf des Stellmotors, da-Verfügung stellt, während der sich die Drehzahl der io mit der zweite Abschnitt des Übertragungswellen-Maschine nicht ändert, um die bei großen Schiffen triebs die zur Einleitung der Umsteuerfunktionen ervorgesehenen schweren hydraulischen Kupplungen zu forderliche, vorbestimmte Verdrehung erfährt,
lösen und in Eingriff zu bringen bzw. das Umkehr- Danach schaltet der Schalter unter Einwirkung des getriebe zu schalten. dem Nachlaufglied zugeordneten Betätigungsorgans

Die Aufgabe selbst, nämlich vor dem Wieder- 15 den Stellmotor ab und die Schaltverzögerungsein-

beschleunigen einer Schiffsmaschine im niederen richtung ein, so daß die Stellung der Steuerorgane

Drehzahlbereich eine gewisse Zeit zur Verfügung zu und somit die Drehzahl der Maschine zunächst nicht

stellen, in der sich die Drehzahl der Maschine nicht verändert werden. Während dieser Zeit erfolgt .die

ändert, ist bekannt. Umsteuerung des Antriebes.

Ein bekanntes Steuersystem, bei dem diese Auf- 20 Erst nach der Zeit, auf die die Verzögerungseingabe gelöst ist und das sich sowohl zur Übertragung richtung eingestellt ist, läuft der Stellmotor wieder an von Kommandos auf eine Schiffsmaschine als auch und nunmehr so lange weiter, bis im Wählschaltwerk zur Verwendung bei einer Schiffsruderanlage eignet, das Nachlaufglied die Steuerscheibe eingeholt hat, arbeitet pneumatisch. Ein oder mehrere Signalgeber, d. h. bis die Drehzahl der Maschine an das auf dem die hierbei auf der Brücke oder auch im Maschinen- 25 Signalgeber eingestellte Kommando angepaßt ist.
raum angeordnet sein können, wirken auf die Ventile Um ein zuverlässiges Ansprechen der Verzögeeiner Steuerpneumatik ein, wobei die Ventile über rungseinrichtung sicherzustellen, kann dieser als Be-Druckluftleitungen mit den Regelorganen der tätigungsorgan ein in das Nachlaufglied eingebauter Maschine verbunden sind. Natürlich benötigt das be- oder starr mit diesem verbundener Nocken zugeord-'kannte System zu seiner Funktion darüber hinaus 30 net sein.

auch elektrische Schalt- und Steuermittel. Ein Stell- Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Er-

motor bzw. eine Nachlaufsteuerung im Sinne der Er- findung ist an Hand der Zeichnungen näher erläutert,

findung sind jedoch nicht vorhanden. Es zeigt

Demgegenüber geht die Erfindung zur Lösung der F i g. 1 einen Schiffsmaschinentelegrafen,

bekannten Aufgabe von einer Fernbetätigungsvor- 35 Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt

richtung der eingangs erwähnten Art aus, die ohne durch das WäMschaltwerk der in F i g. 1 gezeigten

pneumatische Schalt- und Steuermittel auskommt, Anordnung,

nämlich von einer Fernbetätigungsvorrichtung mit Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Wählschalt-

Wählschaltwerk und einem Stellmotor, der die eigent- werk und

liehe Verstellarbeit leistet. 40 Fig. 4 ein Schaltbild der in den Fig. .1,2 und 3

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß das Wähl- dargestellten Anordnung.

schaltwerk ein vom Nachlaufglied angetriebenes Be- Der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Schiffstätigungsorgan aufweist, das über einen Schalter auf maschinentelegraf weist die Steuersäule 1 mit dem eine Schaltverzögerungseinrichtung dann einwirkt, Signalgeber 2 und dem sich zwischen der Steuersäule wenn das Nachlaufglied bei der Umsteuerung des 45 und dem Wählschaltwerk 4 erstreckenden ersten AbAntriebes die zur Einleitung der Umsteuerfunktion schnitt 3 des Übertragungswellentriebes sowie den erforderliche, vorbestimmte Verdrehung erfahren hat, sich zwischen dem Wählschaltwerk und dem Maschiwobeider Schalter unter Einwirkung des Betätigungs- nenraum des Schiffes erstreckenden zweiten Aborgans den Stellmotor abschaltet und die Verzöge- schnitt 5 des Übertragungswellentriebes auf, der unrungseinrichtung einschaltet, die nach einer vor- 50 mittelbar mit den Steuerorganen der Maschine und bestimmten, der Getriebeumschaltdauer entsprechen- dem Getriebe 6 und zusätzlich auch mit dem Anden Zeit den Motor wieder einschaltet, der darauf zeigegerät7 verbunden sein kann. An der Steuererneut anläuft und so lange weiterläuft, bis im Wähl- säule ist die Signalscheibe 8 zur Einstellung des schaltwerk das Nachlaufglied die Steuerscheibe ein- Kommandos »Stop«, und der »Vorwärts«- und geholt hat. 55 »RückwärtSÄ-Geschwindigkeiten angeordnet; das An-

Hierdurch wird erreicht, daß der Stellmotor und zeigegerät? im Maschinenraum weist eine gleiche

somit der zweite, zur Maschine führende Abschnitt Signalscheibe 9 auf.

des Übertragungswellentriebes für die Zeit stillgelegt Das Wählschaltwerk 4 ist in der Nähe der Steuerwird, die für die Anpassung bzw. Umsteuerung des säule 1 angeordnet und besteht unter anderem aus gesamten Antriebs, also für das Lösen und Inein- 60 dem Gehäuse 10 mit an zwei gegenüberliegenden griffbringen der Kupplungen, für das Schalten des Seiten angeordneten Lagerungen 11 und 12 für die Umkehrgetriebes usw. erforderlich ist. Die "Maschine sich koaxial erstreckenden, aber voneinander getrennverändert während dieser Zeit ihre Drehzahl ten Wellen, der Eingangswelle 13 und' der Ausgangsnicht, so daß an den Kupplungen keine Schaden welle 14 des Übertragungswellentriebes 3,5 (Fi g. 3). auftreten können. Außerhalb dieser Zeit kann je- 65 Die Eingangswelle 13 des Übertragungswellentriebes doch die Verstellung wesentlich rascher erfolgen unterliegt unmittelbar jeder Bewegung des Signalais bei der eingangs erwähnten bekannten Vorrich- gebers 2; es besteht keine direkte Verbindung zwitung. sehen Eingangswelle 13 und Ausgangswelle 14, je-

doch ist die Ausgangswelle 14 unmittelbar mit dem restlichen Teil 5 des Übertragungswellentriebes, der hinunter zum Maschinenraum führt, verbunden.

Auf der Eingangswelle 13 ist innerhalb des Wählschaltwerkes 4 die Steuerscheibe 15 befestigt, welche den Träger für eine Schalteinrichtung bildet und auf einer Seite einen Flansch aufweist, auf dem zwei Kleinschalter 16 und 17 (Fig. 2) befestigt sind. An der Steuerscheibe 15 ist eine weitere Halterung 18 angeordnet, welche um einen Mittelzapfen schwenkbar ist und an beiden Seiten je einen Arm 19 aufweist. An jedem Arm 19 sind Kontaktgeber 20 angeordnet. Die Anordnung ist so gehalten, daß bei einem Verschwenken der Halterung 18 in jeweils einer Richtung einer der beiden Kleinschalter 16 bzw. 17 mittels des betreffenden Kontaktgebers 20 betätigt wird.

Die Halterung 18 weist außerdem den Finger 21 auf, welcher auf die Achse zu gerichtet ist, um die sich die Steuerscheibe 15 dreht, und an dessen freiem Ende der auf die Achse zu gerichtete Zapfen 22 angeordnet ist. Dieser Zapfen 22 greift in den runden Teil 23, welcher das Nachlaufglied bildet. Dieses ist fest mit dem im Gehäuse des Wählschaltwerkes befindlichen Ende der Ausgangswelle 14, die koaxial zur Eingangswelle 13 und zur Steuerscheibe 15 liegt, verbunden. Das Nachlaufglied weist am Rand eine Auskerbung 24 auf, in welche der Zapfen 22 einrastet, wenn die Steuerscheibe und der Nocken des Nachlaufgliedes in Ruhestellung übereinanderstehen. Bei einer Verstellung der Steuerscheibe 15 in jeweils einer Richtung wird der Zapfen 22 aus der Auskerbung 24 herausgedrückt, wodurch die Halterung 18 verschwenkt wird und einen der beiden Kleinschalter

16 bzw. 17 schließt. Die Kleinschalter 16 und 17 liegen zusammen mit

voneinander isolierten Schleifringen 30 und Bürsten

31 an und in der Steuerscheibe 15 bzw. am Gehäuse des Wählschaltwerkes in elektrischen Stromkreisen für die Steuerung der Drehrichtung des Motors 32 in Abhängigkeit von der Schließung eines der beiden Kleinschalter (s. Fig. 4). Die Kleinschalter 16 und

17 wirken mit dem entsprechenden Vorwärts- und Rückwärtsanlaufschalter 33 bzw. 34 für den Motor

32 zusammen; der Motor wiederum ist derart mit der Ausgangswelle 14 des Wählschaltwerkes verbunden, daß er die Welle und den restlichen, damit verbundenen Teil5 des Übertragungswellentriebes in derselben Richtung antreibt, wie sie der Verstellbewegung der SteuerscheibelS, die die Schließung eines der beiden Kleinschalter bewirkt, entspricht. Mit anderen Worten, die Kleinschalter 16 und 17 sind so angeordnet, daß die Speisung des Motors 32 in einer Weise erfolgt, welche die Ausgangswelle 14 des Wählschaltwerkes jeder Bewegung der Eingangswelle 13 des Wählschaltwerkes folgen läßt.

Am Nachlaufglied 23 oder der Ausgangswelle 14 ist ein Nocken 40 zur Auslösung der Verzögerungseinrichtung befestigt, der mit der Welle umläuft und mit einem Paar Wechselschalter 41 und 42 zusammenwirkt, die in Reihe mit den beiden Kleinschaltern 16 und 17 liegen. Die Wechselschalter 41 und 42 und der Auslösenocken 40 sind so angeordnet, daß durch Verdrehung des Nachlaufgliedes 23 zur Auslösung der zur Schaltung oder Antriebsverbindung der Schiffsmaschine notwendigen Verstellung derjenige Wechselschalter betätigt wird, welcher in Reihe mit· dem Kleinschalter liegt, der durch die Verstellung der SteuerscheibelS geschlossen wird und eine Verdrehung des Nachlaufgliedes hervorruft. In der Ruhestellung (bei Nichtbetätigung) verbindet jeder Wechselschalter den ihm zugeordneten Kleinschalter 16 oder 17 unmittelbar mit dem betreffenden Anlaufschalter 33 oder 34 des Elektromotors. Bei seiner Betätigung jedoch unterbricht der Wechselschalter die direkte Verbindung zwischen dem ihm zugeordneten Kleinschalter und dem Anlaufschalter und schließt einen weiteren Stromkreis zwischen Kleinschalter und Anlaufschalter über die elektrische oder elektro-pneumatische Verzögerungseinrichtung bzw. 43, wobei diese auf die Stromzufuhr über den ihr zugeordneten Kleinschalter anspricht und den Stromkreis für den Anlaufschalter schließt, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist. Eine derartige Verzögerungszeitspanne kann jede geeignete Länge haben, z. B. eine oder mehrere Sekunden, und ist so gewählt, daß der Eingriff (d. h. der Aufbau eines Flüssigkeitsdruckes) der betreffenden Antriebsübertragungskupplung von der Schiffsmaschine auf die Schraube erfolgen kann.

Bei einer derartigen Anordnung kann der Elektromotor den Übertragungswellentrieb mit beliebiger Drehzahl antreiben.

Die elektrische Schaltung ist außerdem derart gehalten, daß während des Rücklaufs der Steuerscheibe aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung die Verzögerungseinrichtung zur Unterbrechung der Stromzufuhr des Motors unwirksam ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fernbetätigungsvorrichtung insbesondere für Schiffsmaschinen, mit einem handbetätigten Signalgeber und einem Übertragungswellentrieb zur Übertragung der Kommandobewegung des Signalgebers auf die Steuerorgane der Maschine und/oder ein dieser zugeordnetes Anzeigegerät, bei welcher der Übertragungswellentrieb durch ein Wählschaltwerk in einen ersten, mit dem Signalgeber verstellten Abschnitt und einen zweiten, durch einen Stellmotor angetriebenen Abschnitt unterteilt ist, und das Wählschaltwerk eine mit dem ersten Abschnitt bewegte Steuerscheibe und ein mit dem zweiten Abschnitt bewegtes Nachlaufglied sowie eine Schaltvorrichtung aufweist, die bei jeder Verstellbewegung der Steuerscheibe den Stellmotor in der entsprechenden Drehrichtung anlaufen läßt und wieder abschaltet, wenn das Nachlaufglied die Steuerscheibe eingeholt hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Wählschaltwerk (4) ein vom Nachlaufglied (23) angetriebenes Betätigungsorgan (40) aufweist, das über einen Schalter (41,42) auf eine Schaltverzögerungseinrichtung (43, 44) dann einwirkt, wenn das Nachlaufglied (23) bei der Umsteuerung des Antriebes die zur Einleitung der Umsteuerungsfunktion erforderliche, vorbestimmte Verdrehung erfahren hat, wobei der Schalter (41, 42) unter Einwirkung des Betätigungsorgans den Stellmotor (32) abschaltet und die Verzögerungseinrichtung (43,44) einschaltet, die nach einer vorbestimmten, der Getriebeumschaltdauer entsprechenden Zeit den Motor (32) wieder einschaltet, der darauf erneut anläuft und so lange weiterläuft, bis im Wählschaltwerk (4) das Nachlaufglied (23) die Steuerscheibe (15) eingeholt hat.

2. Fernbetätigungsvorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungseinrichtung (43,44) als Betätigungsorgan ein in das Nachlaufglied (23) eingebauter oder starr mit diesem verbundener Nocken (40) zugeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 576 910, 276 463; USA.-Patentschriften Nr. 1787 320, 2 470 820; Zeitschrift: Motorship, 1956, S. 294 und 295; The Marine Engmeer and Naval Architect, Mai 1961, S. 578.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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