DE2155190A1

DE2155190A1 - Steuergeraet fuer einhandbedienung

Info

Publication number: DE2155190A1
Application number: DE2155190A
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Haas
Original assignee: Bruker Biospin GmbH
Current assignee: Bruker Biospin GmbH
Priority date: 1971-11-06
Filing date: 1971-11-06
Publication date: 1973-07-26
Also published as: US3776057A

Description

7501 Karlsruhe-fforchheim

Silberstreifen

Steuergerät für Einhandbedienung

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Steuergerät für Einhandbedienung zum voneinander unabhängigen Steuern mehrerer Größen, insbesondere zum Steuern von Antriebseinheiten eines Unterwasserfahrzeuges.

Derartige Steuergeräte für Einhandbedienung sind beispielsweise in iorm des bei Luftfahrzeugen üblichen Steuerknüppels bekannt. Auch für Modellfernsteuerungen sind ähnliche

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Steuergeräte "bekannt. Es lassen sich durch entsprechende Bewegung des Knüppels Höhen- und Seitenruder bedienen, wodurch das ärodynamisch getragene Luftfahrzeug sich im Steig- oder im Sinkflug bzw. im Kurvenflug bev/egt. Zur Steuerung von Modellschiffen wird durch die Bewegung des Steuerknüppels Rechts- und Linksausschlag des Steuerruders und Vor- und Rückwärtslauf des Antriebes gesteuert. In vielen Fällen sind jedoch mehrere Funktionen zu steuern, beispielsweise bei der Steuerung von Schwebefahrzeugen, bei denen der Voririeb und außerdem Auf- und Abtrieb bzw. Schwenkbewegungen um Längs- oder Querachse durchgeführt v/erden sollen. Nachteilig ist bei den bekannten Steuerknüppeln schließlich, daß die Übertragung der Knüppelbewegung auf die Übertragungselemente, beispielsweise auf Steuerglieder, die die entsprechende Steuerbewegung initiieren, häufig nur sehr begrenzte Schwenkwinkel des Steuerknüppels zulassen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein demgegenüber verbessertes Steuergerät zu schaffen, bei dem die Übertragung der Steuerbewegung auf Steuerglieder über relativ große Schwenkwinkel hinweg· möglich ist und bei dem außerdem die Möglichkeit gegeben ist, mehr als zwei Größen zu beeinflussen.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß das Steuergerät einen schwenkbar gelagerten Träger aufweist, durch dessen Verschwenken ein erstes Steuerglied stellbar ist, und daß an dem Träger mindestens ein Betätigungsglied schwenkbar gelagert ist, dessen Schwenkachse senkrecht zur Trägerschwenkachse steht und durch dessen Verschwenken ein zweites Steuerglied stellbar ist. Ein besonderer Vorteil eines derartigen Steuergerätes liegt darin, daß sehr große Schwenkausschläge möglich sind und daß sich den-

noch keine gegenseitige Beeinflussung der auf die Steuerglieder ausgeübten Bewegungen ergibt. Von Vorteil ist dabei ferner, daß nur Schwenklager Verwendung findden, die eine genau definierte Drehachse ergeben und die sehr spielarm ausgeführt werden können, was bei den sonst üblichen Kugelführungen und Kugelgelenken erhebliche Schwierig-' keiten bereitet.

Der Träger kann jede beliebige, zweckmäßige Gestaltung erhalten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Träger die Gestalt einer Kugel ■ oder Kugelkalotte mit einem Ausschnitt für das Betätigungsglied auf. Dabei ist also die Kugel schwenkbar gelagert und es ist in weiterer Ausgestaltung in der Kugel mindestens eines der Steuerglieder untergebracht. Der besondere Vorteil liegt hierbei darin, daß das Staaergerät einschließlich der Steuerglieder als sehr kompakte und gegen äußere Einflüsse oder Beschädigungen

weitgehend geschützte Einheit ausgebildet ist. Bevorzugt schneiden sich dabei die Schwenkachse von Kugel und Betätigungsglied im Kugelmittelpunkt, obwohl der Schnittpunkt auch vom Kugelmittelpunkt entfernt angeordnet werden könnte.Es

ist auch möglich, die Schwenkachsen von Kugel und Betätigungsglied so anzuordnen, daß sie sich nicht schneiden. Jedoch ist es bei allen Ausführungsformen zweckmäßig, daß zumindest die Schwenkachse der Kugel durch den Kugelmittelpunkt geht, da hierdurch erreicht wird, daß die Kugel bei allen Steuerbewegungen ihren Abstand zu benachbarten Teilen nicht ändert, wodurch die Möglichkeit, daß die Kugelschwenkbewegung durch benachbarte Bauteile behindert werden kann, praktisch ausgeschlossen ist.

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Das an dem Träger schwenkbar angebrachte Betätigungsglied kann beliebig, beispielsweise als Hebel ausgebildet sein.

V/ie bereits eingangs ausgeführt, besteht vielfach d_ns Bedürfnis, mit einem derartigen Steuergerät mehr als zv/ei Steuerfunktionen zu beeinflussen. Das erfindungsgemäße Steuergerät läßt eine Steuerung einer weiteren Größe ohne Schwierigkeiten zu. Es ist daher bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein zweites schwenkbar gelagertes Betätigungsgieid vorgesehen, dessen Schwenkachse mit der Schwenkachse des ersten Betätigungsgliedes zusammenfällt und durch dessen Verschwenken ein drittes Steuerglied stellbar ist. Es können dabei die Betätigungsglieder als Doppelhebel ausgebildet sein. Der besondere Vorteil liegt hierbei darin, daß es beispielsweise bei einem Unter- ' wasserfahrzeug möglich ist, mit dem Steuergerät sowohl den Vortrieb hinsichtlich Leistung und Richtung zu steuern als^uc Hilfssteuerantriebe, die zum Manövrieren dienen und im Bug und Heck oder an den Seiten des Unterwasserfahrzeug^ mit zur V/irkungsrichtung des Hauptantriebes senkrechter V/irkun~ürichtung angeordnet sind. Durch gleichzeitiges Betätigen dieser beiden Hilfsantriebe in gleicher Richtung und Stärke ist es möglich, das Fahrzeug in der Vertikalen zu bewegen, ohne daß der statische Auftrieb verändert wird. Außerdem kann durch ungleiches Ansteuern der Hilfsantriebe das Fahrzeug um eine Längs- und/oder wueraohse gekippt werden. Es ergibt sich hierdurch eine sehr hohe Manövrierfähigkeit und V/endifjkeit des -Unterwasserfahrzeuges und es können vertikale Lageänderungen durchgeführt v/erden, wobei der Schwebezustand des Fahrzeuges nach Abschalten der Ililfsantriebe wieder erhalten ist. Diese hohe Manövrierfähigkeit ist sowohl bei Bergungs- als auch bei Untersuchungs- und Forschungsarbeiten von großem Vorteil. Es können durch die Hilfsantriebe relativ große Auftriebs- oder Abtriebskräfte erzeugt werden, die ein schnelles Verändern der Position des Unterwasserfahrzeuges ermöglichen; sollte eine derartige Auf- oder Abtriebs-

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kraft durch Fluten oder Anblasen von Ballastzellen erreiche werden, so ginge das nur relativ langsam von statten werren der großen zu bewegenden Wassermengen und es wäre nach Erreichen -der gewünschten Position nur langwierig möglich, wieder den gewünschten Schwebezustand durch genaues Austarieren des Unterwasserfahrzeuges zu erreichen.

Die Zuordnung der verschiedenen Antriebseinheiten zu den verschiedenen Steuergliedern kann beliebig gewählt sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zum Steuern einer Hauptantriebseinheit die Verschwenkbewegung des Trägers verwendet, der über das erste Steuerglied Drehzahl und/oder Drehrichtung des Motors der Hauptantriebseinheit einstellt. In weiterer Ausgestaltung sind zum Steuern zweier voneinander entfernt angebrachter HiIfsantriebseinheiten die Schwenkbewegungpnder Betätigungsglieder verwendet, die über das zweite und über das dritte Steuerglied Drehzahl und/oder Drehrichtung des Motors der jeweiligen Hilfsantriebseinheiten einstellen. Es lassen sich somit mit dem Steuergerät sowohl der Vortrieb durch Verschwenken des Trägers als auch die hierzu vorzugsweise senkrecht v/irkenden Nebenantriebe mittels der Betätigungsglieder steuern. Diese Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuergerätes ist insbesondere bei einem Unterwasserfahrzeug, bei dem die beiden voneinander entfernt angeordneten Hilfsantriebe mit horizontaler Achse angeordnet sind_}sehr sinnfällig und zweckmäßig einsetzbar.Dabei sind die beiden Hilfsantriebe vorzugsweise im Bug- und im Heckbereich des Fahrzeuges angeordnet. Durch gleichmäßiges Einschalten der beiden Hilfsantriebe ist es dabei möglich, das Unterwasserfahrzeug quer zu seiner Längsachse paralles zu sich zu verschieben. Durch ungleichen Antrieb der beiden Hilfsantriebe kann das Fahrzeug um seine Hochachse geschwenkt werden. Es braucht daher ein bestimmtes Ziel nicht mit dem Bug voraus angefahren werden und es kann das Unterwasserfahrzeug auch auf der Stelle wen-

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den. Dabei ist das Steuergerät so angeordnet, daß die Schwenkachse der Kugel bzw. des Trägers quer zur Fahrzeuglängsachse in horizontaler lage verläuft und daß die Schwenkachse beider Betätigungsglieder parallel zur Längsachse des Fahrzeuges verläuft. Durch Bewegen der beiden Betätigungsglieder in Längsrichtung des Fahrzeuges wird der Träger verschwenkt und es wird, je nach Betätigungsrichtung, die Hauptantriebseinheit zur Vorwärts- oder zur Rückwärtsfahrt angesteuert, da die Y/irkrichtung der Hauptantriebseinheit parallel zur Längsachse des Fahrzeuges gerichtet ist. Durch Verschwenken der beiden Botiitigungsglieder nach einer Seite werden die Ililfsantriebseinheiten angesteuert, die einen Schub in der entsprechenden "Richtung erzeugen. Um das Fahrzeug auf der Stelle zu drehen werα an die beiden Betätigungsglieder aus ihrer mittleren Lage entgegengesetzt verschwenkt, wodurch die beiden Hilfsantriebseinheiten mit gleicher Stärker in entgegengesetzter Richtung wirken, wodurch ein Kräftepaar erzeugt wird, das das Unterwasserfahrzeug um seine Hochachse dreht. Es kommt hier der Vorteil des erfindungsgemäßen Steuergerätes zur Geltung, der darin begründet ist, daß der Träger durch das Betatiriai^sglied verschwenkbar ist, wenn das Betätigungsglied nicht tangential zu seiner Schwenkachse sondern in einer hierzu eine senkrechte Komponente aufweisenden Richtung bewegt wird.

Der Träger kann mit ',/el lens tummeln versehen sein, die mit ·. dem Träger starr verbunden sind und ihre Schwenkbewegung auf Steuerglieder übertragen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dagegen ist der Träger auf feststehend angeordneten Lagerzapfen schwenkbar gelagert und es ist das durch die Trägerverschwenkung stellbare Steuerglied an dem

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'i'räger befestigt, wobei das Stellglied des Steuergliedes mit dein Lagerzapfen in Wirkverbindung· steht. Der besondere Vorteil ist hierbei, daß das Steuerglied geschützt innerhalb des Trägers, also beispielsweise der Kugel, untergebracht sein kann. Dabei ist in weiterer Fortbildung auf dem Lagerzapfen ein Zahnrad aufgekeilt, das mit einem auf dem als Welle ausgebildeten Stellglied des Steuerglied es aufgekeilten Zahnrad kämmt. Es ist dabei das Steuerglied in der Weise angebracht, daß beim Verschwenken des Trägers seine Welle einen Kreisbogen beschreibt, dessen Achse mit der Schwenkachse zusammenfällt. Durch Wahl der Zähnezahlen

der beiden "ahnräder kann das gewünschte Übersetzungsverhältnis zwischen Schv/enkwinkel des Trägers und Stellwinkel des Stellgliedes gewählt v/erden. _%

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind an dem Träger auch die weiteren Steuerglieder angebracht, deren Stellglieder mit den Betätigungsgliedern in Wirkverbindung stehen. Das ist deshalb ohne Schwierigkeiten möglich, weil die Betätigungsglieder auf dem Träger gelagert sind, also relativ zum Träger keine Bewegung außer ihrer Schwenkbewegung durchführen. Diese einzige relativ zum Träger durchgeführte Bewegung wird als Stellbewegung auf die Stellglieder übertragen. Zu diesem Zweck sind bei einer Ausführungsform der Erfindung die als Stellgleider dienenden Wellen der Steuerglieder zu den öchwenkachsen der Betätigungsglieder koaxial angeordnet. Das bedeutet, daß die Schwenkbewegung der Betätigungsglieder unmittelbar auf die Stellwellen der Steuergle^der übertragen v/erden kann, üls ist jedoch möglich, falls eine Übersetzung zwischen den Schwenkwinkeln des Betätigungsgliedes und der Stellwellen der Steuerglieder erwünscht ist, zwischen diese koaxial angeordneten Wellen Planetentriebe zu schalten.

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Als Steuerglieder können beliebige Steuerelemente verwendet werden; beispielsweise können Hydraulikschaltkreise beeinflussende .Schieber oder Drehschieber verwendet werden, die als Schalter und/oder als steuerbare Drosseln ausgebildet sein können. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind als Steuerglieder Potentiomenter und/oder Schalter verwendet. Dabei dienen die Schalter zum Umschalten im mittleren Ueutralbereich und die Potentiometer zur stufenlosen Steuerung, die vorzugsweise proportional zum Schwenkwinkel erfolgt. Von Vorteil ist hierbei, daß sich die zum Anschluß erforderlichen elektrischen leitungen ohne Schwierigkeit beispielsweise durch einen der zu diesem Zweck hohl ausgebildeten Lagerzapfen nach außen führen lassen. Von Vorteil ist ferner, daß sowohl die Schalter als auch die Potentiometer relativ kleine Bauelemente darstellen, so daß das-Steuergerät handliche Abmessungen erhält. Durch die relativ geringen Abmessungen der Potentiometer ist es auch möglich, das Potentiometer für den hauptantrieb aus der Mitte der Kugel heraus zu dem itand hin zu versetzen und das auf seiner Stellwelle aufgekeilte Zahnrad in zuvor beschriebener V/eise mit dem auf dem Lagerzapfen aufgekeilten Zahnrad kämmen zu lassen. Dabei ist das Potentiometer von der Kugelmitte in der Sichtung weg versetzt, die den Betätigungsgliedern gegenüber liegt, wodurch deren Schwenkwinkel relativ groß gehalten werden kann, v/eil das Potentiometer Sonst in den Schwenkbereich ragt. Es ist dadurch möglich, den Schwenkbereich der Betätigungsglieder auf den konstruktiv maximal möglichen Wert von etwa 130°- 140° zu bringen.

Die Schalter sind bevorzugt über Kurvenscheiben betätigbar, die mit den Bet?,tigungsgliedern schwenkbar bzw. an den Lager-

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zapfen für den !'rager "befestigt sind. Dabei sind diese Kurvenseheiben in der V/eise angebracht, daß die Schalter den zugehörigen Antrieb bei kleinem Verschwenkwinkel aus der Neutralstellung heraus einschalten. Es dienen dabei die Schalter zum Umschalten der Drehrichtung und die Potentiometer zum Stellen der Drehzahl; vorzugsweise ist die Drehzahländerung proportional zum Schwenkwinkel der Betätigungsglieder bzw. des Trägers. Es ist jedoch ebenso möglich, beispielsweise durch Verwendung entsprechender Funktionspotentiometer, einen beliebigen anderen Zusammenhang zwischen Schwenkwinkel und Drehzahl herzustellen, beispielsweise in der Art, daß in der liähe des ^eutralbereiches einem großen Schwenkwinkel eine nur kleine Drehzahländerung entspricht. Derartige Funktionspotenziometer sind handelsüblich; ihre Widerstandsänderung erfolgt gemäß einer vorgegebenen Funktion in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel ihrer Stellwelle. Es sind Funktionpotentiometer mit sinusförmiger, quadratischer, logar.ithmischer und beliebiger anderer Kurvenform herstellbar.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, r» ie für Unterwasserfahrzeuge gedacht ist, deren Antriebseinheiten mit Hydraulikmotor en als Antriebsmotoren versehen sind, dienen die Schalter zum Steuern von Umschaltmagnetventilen und es sind die Potentiometer zum Steuern von Stromregelventilen verwendet. Es ist auf diese Yfeise ein sehr vorteilhafter und zweckmäßiger Übergang von der Elektrik des Steuergerätes zur Hydraulik des Fahrzeuges verwirklicht.

Das Steuergerät kann für festen Einbau vorgesehen £ßLn· Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch das Steuergerät mit lösbaren Befestigungen mechanischer Art

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wie auch mit Steckverbindungen für sämtliche Steuerleitungen versehen. Das hat den Vorteil, daß das Steuergerät an beliebigen Stellen des Unterwasserfahrzeuges, die dafür vorbereitet sind» befestigt und angeschlossen werden kann₉ Es ist beispielsweise möglich, derartige "Befesti^un^s- und Anschlußstellen an allen Sichtfensterri anzubringen. Das hat den Vorteil,, daß die günstigen Manövriereigenschaften des mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät ausgerüsteten Unterwasserfahrzeuges voll ausgenutzt v/erden können, da der Steuermann mit seinem Steuergerät sich zu dem Sichtfenster begeben kann, in dessen Hähe sich der anzusteuernde Punkt befindet. Ist beispielsweise an dem Fahrzeug seitlich ein Greifwerkzeug oder im üeckbereich ein Bodenprobenentnahmewerkzeug vorgesehen, so kann sich der Steuermann zu dem be- · nachbarten Fenster begeben und von dort bei unmittelbarer

Sicht die Bewegung des Tinterwasserfahrzeuges und gegebenenfalls den Einsatz der Werkzeuge, Greifer und Manipulatoren steuern.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Steuergerätes.. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Steuergerät, Fig. 2 das Gerät nach Fig. 1, teils in Ansicht, teils im Schnitt nach Linie Il/ll der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie IIl/lII der Fig. 1, Fig. 4 teils einen Schnitt nach der Linie IV/IV der Fig. 3, teils eine Draufsicht mit abgenommener ^aube in Richtung des Pfeiles IV,

Fig. 5 ein Schaltschema, das angibt, wie eine der mit dem erfindungsgemäßen Steuergerät gesteuerte Antriebsein-

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heit betätigbar ist, und

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Unterwasserfahrzeuges mit mehreren Antrieben, die mittels des Steuergerätes stellbar sind.

Das erfindungsgemäße Steuergerät ist mit einem rohrförmigen i'ragring 1 versehen, der an einer Seite einen -Flansch 2 aufweist, der zum Zweck der Befestigung mit Bohrungen versehen ist. An dem Tragring 1 sind auf der dem Flansch abgewandten Seite einander diametral gegenüberliegend und gleichachsig angeordnet zwei hohle Lagerzapfen 4 und 5 vorgesehen. Die Lagerzapfenachse verläuft parallel zu der durch den Flansch 2 gegebenen Ebene.

Der Träger umfaßt eine untere halbkugel 6 und zwei obere Yiertelkugeln 7, aus denen in ihrem aneinander angrenzenden Bereich ein Längsschlitz 8 herausgearbeitet ist. Der Längsschlitz 8 verläuft dabei in der Draufsicht parallel zur Achse der Lagerzapfen 4 und 5. Die Halbkugel 6 und die Viertelkugeln 7 sind an einem rahmenförmigen Tragkörper befestigt, der Lagerbohrungen zur Aufnahme der Lagerzapfen 4 und 5 aufweist. Der Tragkörper 9 ist also zusammen mit den Viertelkugeln 7 und der ^ualbkugel 6 um die dem Lagerzapfen 4 und 5 gemeinsame Achse schwenkbar. Der Rahmen 9 ist dabei zweiteilig ausgebildet, wobei seine Trennebene mit der Trennebene zwischen der Halbkugel 6 und den Viertelkugeln 7 zusammenfällt.

In den hohlen Lagerzapfen 4 ist ein Wellenstummel 10 einge-r setzt, an dem ein ^ahnrad 11 drehfest befestigt ist. Der ^:./ellenstummel 10 ist gegenüber dem Tragring 1 unverdrehbar. Mit dem ^ahnrad 11 kämmt ein Gegenrad 12, das auf einer Stellwelle 13 eines Potentiometers 14 drehfest befestigt ist. Das Potentiometer 14 ist an dem Tragkörper 9 befestigt,

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wobei seine Stellwellenachse parallel zur Achse der Lagerzapfen 4 und 5 angeordnet ist. Bei Verschwenken des Tragkörpers 9, mit dem zusammen auch die.Viertelkugeln 7 und die ^albkugel 6 schwenken, wird das Potentiometer 14 kreisbogenförmig um das feststehende Zahnrad 11 herumbewegt, wobei das Gegenrad 12 um seine Achse gedreht wird. Dadurch wird der Schleifer des Potentiometers proportional zum Schv/enkwinkel d'es Tragkörpers 9 verstellt.

An dem Tragkörper 9 sind außerdem Schalter 15 befestigt, deren Schaltstössel 16 an Kurvenscheiben 17 entlang gleiten, die an dem Lagerzapfen^ drehfest befestigt sind. Die Kurvenscheiben 17 sind dabei in der v/eise ausgebildet, daß die Schalter 15 beim Passieren der mittleren Neutralstellung umgeschaltet werden.

An dem rahmenförmigen Tragkörper 9 ist ferner ein Ivlikrcschalter 18 befestigt, der von einer Kurvenscheibe 19 geschaltet wird, die auf seinen Stössel 20 einwirkt. Die Kurvenscheibe 19 ist mit einem Betätigungshebel 21 sta^r verbunden, der durch den Längsschlitz 8 nach außen ragt und an seinem schräg abgebogenen freien Ende eine Sriffkugel trägt. Die Kurvenscheibe 19 ist auf einer Stellv/elle 23 eines Potentiometers 24 drehfest befestigt. Das Potentiometer 24 ist seinerseits an dem Tragkörper 9 mittels eines •kaltebleches 25 befestigt, das übrigens auch zum Tragen des Mikroschalters 18 dient. Um 180° Kurvenscheibenwinkel zum Mikroschalter 18 versetzt ist ein weiterer Lakroschalter 26 an dem ^alteblech 25 angebracht und es ist die Kurvenscheibe 19 in der V/eise ausgebildet, daß die beiden Schalter 18 und 26 abwechselnd betätigt sind. Die beschriebene Anordnung aus dem Mikroschalter 18 und 26, der Kurvenscheibe 19, dem Betätigungshebel 21 und dem Potentiometer 24 ist in

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einer Hälfte des von der Kugel umschlossenen Raumes untergebracht, die durch die Symmetrieebene des Schlitzes 8 definiert ist. In der anderen Kugelhälfte ist die gleiche Anordnung spiegelbildlich vorgesehen. Die Bezugszeichen für diese zweite Hälfte sind jeweils mit einem ' versehen. Der Betätigungshebel 21 dient beispielsweise zum Steuern eines Querschubpropellers, der in einem Endbereich des Unterwasserfahrzeuges angeordnet ist, wogegen der Betätigungshebel 21 · zum Steuern eines gleichartigen Querschubpropellers vorgesehen ist, der im entgegengesetzten Endbereich des Unterwasserfahrzeuges angeordnet ist.

In stark schematisierter und vereinfachter Darstellung ist in Fig. 5 angegeben, wie mit dem erfindungsgemäßen Steuergerät ein Schubaggregat gesteuert wird. Dabei ist nur eine einzige Steuerung dargestellt. Eine Batterie 27 ist mit ihrem einen Pol über eine Leitung 28 mit einer Mittelanzapfung 29 einer Wicklung 30 verbunden.bei der es sich um die Y/icklung des Potentiometers 14 handelt. Die beiden Enden der wicklung 30 sind mittels einer Verbindung 31 miteinander und mit dem anderen Pol der Batterie 27 verbunden. In der ^eutralsteilung des Tragkörpers 9 und damit auch der Halbkugel 6 und der Viertelkugeln 7 befindet sich ein Schleifer 32 im mittleren Bereich der V/icklung 30 an einer Stelle, deren Potential gleich dem Potential der Mittelanzapfung 29 ist. Vom Schleifer 32 führt eine leitung 33 zu einer V/icklung 34 eines Stromregelventiles 35. Vom anderen Ende der Wicklung 34 führt eine Leitung 36 zur leitung 28. An die Leitung 36 sind zwei Schaltkontakte 37 mit einem Pol angeschlossen, die aioh in den Mikroschaltern befinden. Vom anderen Pol des einen Schaltkontaktes 37 führt eine Ader 38 zu einer V/icklung 39 eines Umschaltv'entiles 40; vom anderen Wicklungsende der 'Wicklung 39 führt eine Lei-

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tung 55 an die Verbindung 31. Außerdem führt die ^eitung 55 an eine weitere Wicklung 56 des Umschaltventiles 40, von dem aus eine Ader 57 zu dem einen Pol des zweiten der Schaltkontakte 37 geführt ist, dessen anderer Pol mit der ""eitung 36 verbunden ist. Die beiden Schaltkontakte 37 befinden sich in der dargestellten Aus-Ste.llung, wenn sich der Schleifer 32 in der Mitte der Jicklung 30 befindet. Wird der Schleifer 32 durch Verschwenken des Tragkörpers 9 aus seiner mittleren -^eutralstellung herausbewegt, so wird einer der beiden Schaltkontakte 37 betätigt; wird der Tragkörper in der anderen Richtung verschwenkt, so wird der andere der beiden Schaltkontakte 37 betätigt. Dadurch erhält entweder die Wicklung 39 oder die v/icklung 56 Strom, wodurch der Schieber des Umschaltventiles 40 in eine seiner beiden Stellungen bewegt wird. Je nach der Größe der Schwenkbewegung des Tragkörpers 9 erhält die V/icklung 34 mehr oder weniger Strom, v/odureh der Durchlaßquerschnitt des Stromregelventiles 35 mehr oder weniger groß geöffnet wird.

Von einer Energiequelle 41 ist über ein Ka-.el 42 ein ülektromotor 43 gespeist, der über eine Welle 44 eine Hydraulikpumpe 45 antreibt, deren Sauganschluß 46 in einen Hydraulikflüssigkeitsbehälter 47 geführt ist. An den Druckanschj-uß der Hydraulikpumpe 45 ist eine Rohrleitung 48 angeschlossen, die zum Stromregelventil 35 führt, von wo aus eine weitere Rohrleitung 49 zu einem Anschluß des Umschaltventiles 40 führt. Von einem anderen Anschluß des Umschaltventiles 40 führt eine Rohrleitung 50 zurück zum Hydraulikflüssigkeitsbehälter 47.- An die beiden anderen Anschlüsse des Umschaltventiles 40 sind zwei Schlauchleitungen 51 angeschlossen, die zu einem Hydraulikmotor 52 führen, der über

eine Welle 53 einen Propeller 54 antreibt. In seiner mittleren Ruhelage, die durch nicht dargestellte Federn einge-

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halten wird, sperrt der Schieber des Umschaltventiles 40 alle angeschlossenen leitungen ab. In der einen Stellung, die durch Erregen der 7/icklung 39 eingeschaltet wird, fließt Hydraulikflüssigkeit in einer bestimmten Richtung zum Hydraulikmotor 52, wogegen bei Erregen der anderen ./icklung 56, wenn der Schieber des Umschaltventiles 40 in die andere Lage bewegt wird, die Hydraulikflüssigkeit in entgegengesetzter Richtung zum Hydraulikmotor 52 fließt, wodurch dessen Drehrichtung umgekehrt wird. Die Menge an durchfließender Hydraulikflüssigkeit, die die Drehzahl des

Hydraulikmotor 52 und damit den Schub bestimmt, der ditrch den ■'■■'ropeller 54 erzeugt wird, hängt ab von der Größe des Durchlaßquerschnittes des Stromregelventiles 35, die ihrerseits abhängig ist von der Stellung des Schleifers 32 und damit von der Größe der Schwenkbewegung des l'ragkörpers 9 mit der halbkugel 6 und den Viertelkugeln 7.

Sin Unterwasserfahrzeug mit einem Druckkörper 58 ist in seinem Heckbereich mit dem Propeller 54 versehen, dessen Drehachse und damit Schubrichtung mit der Längsachse des Druckkörpers 58 des Unterwasserfahrzeuges zusammenfällt. Im Bug- wie im Heekbereich sind je ein Propeller 59 und vorgesehen, die von einem nicht dargestellten Hydraulikmotor angetrieben werden. Die Drehachsen der Propeller 59 und 60 sind zueinander parallel und senkrecht zur Drehachse des Propellers 54. Sind die beiden Drehachsen der Propeller 59 und 60 vertikal gerichtet, so läßt sich damit ein Steigen oder Sinken des Unterwasserfahrzeuges erzielen; sind dagegen die Drehachsen der Propeller 59 und 60 horizontal gerichtet, dann läßt sich das Unterwasserfahrzeug durch Ansteuern der Propeller 59 und 60 mit gleicher Schubkraft seitlich versetzen. Bei Antrieb mit ungleicher Schubkraft oder ungleicher

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Schubrichtung"läßt sich das Fahrzeug um seine Hochachse schwenken. Zum Steuern der die Propeller 59 und 60 antreibenden, nicht dargestellten Hydraulikmotoren, wird die Schwenkbewegung der Betätigungshebel'21 und 21' verwendet. Durch Verschwenken beider Betätigungshebel in Richtung des Pfeiles 61 der Fig. 2 wird der Tragkörper 9 um die Achse der Zapfen 4 und 5 geschwenkt und es wird dadurch Drehzahl und Drehrichtyng des Hauptpropellers 54 beeinflußt. Es wird dadurch das Unterwasserfahrzeug mit der gewünschten Geschwindigkeit vor- oder rückwärts bev/egt. './erden dagegen die beiden Betätigungshebel 21 und 21' in Richtung des Pfeiles 62 der Fig. 3 verschwenkt, so ändert sich dadurch die Schwenkposition des Tragkörpers 9 nicht und es werden die Hydraulikmotoren der Propeller 59 und 60 in gleichem DDrehsinn betätigt, wodurch ein seitliches Versetzen des Unterwasserfahrzeuges möglich ist. Durch Verschwenken der beiden Betätigungshebel 21 und 21· um ungleiche Schwenkwinkel oder in entgegengesetzter Richtung kann das Unterwasserfahrzeug um eine Achse geschwenkt werden, die senkrecht

zu der Ebene steht, die durch die Drehachsen der Propeller 59 und 60 definiert ist.

In die ^eitung 33, die Leitung 36, die Ader 38, die Leitung 55 und die Ader 57 sind Steckverbindungen 63 eingebaut. Entsprechende Steckverbindungen sind an mehreren Stellen des Unterwasserfahrzeuges vorgesehen, so daß das Steuergerät mit dem Potentiometern und Schaltern an beliebigen Stellen des Unterwasserfahrzeuges angebracht und an dort vorgesehene Gegenstecker angeschlossen werden kann, was steuertechnische Vorteile bietet.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Abweichungen da-

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von möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, das Steuergerät in der Weise in dem zu steuernden Fahrzeug anzuordnen, daß die Bewegung in Richtung des Pfeiles 61 auf eine Bewegung des Fahrzeuges in Richtung des Pfeiles

61 bewirkt, daß also die Achse der Lagerzapfen 4 und 5 senkrecht steht zur Drehachse des Popellers 54, der durch die Schwenkbewegung um die Lagerzapfenachse gesteuert wird. In gleicher V/eise ist es zweckmäßig, wenn die Schwenkbewegung der Betätigungshebel 21 und 21-*- in Richtung des Pfeiles 62 eine Bewegung des Fahrzeuges in dieser Richtung zur i'olge hat, was dadurch erreicht wird, daß die Schwenkachse der Stellwellen 23 senkrecht steht zur Drehachse der Propeller·59 und 60 bei gleichzeitig entsprechender Polung der Hydraulikmotoren dieser beiden Propeller. Als weiterer Vorteil ergibt sich bei dieser Anordnung, daß bei einer Bewegung der beiden Betätigungshebel 21 und 21' in Richtung der Pfeile 64 bzw. 65 der Fig. 1 eine Schwenkbewegung des Fahrzeuges um eine Achse erzielt wird, die auf der Zeichenebene der Fig. 1 senkrecht steht. Dabei ist die Schwenkrichtung des Fahrzeuges durch das durch die beiden Pfeile 64 und 65 symbolisierte Kräftepaar gegeben. Eine derartige sinnfällige Anordnung des Steuergerätes erleichtert die handhabung des U_nterwasserfahrzeuges außerordentlich»

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Claims

Patentansprüche

Steuergerät für Einhandbedienung zum voneinander unhängigen Steuern mehrerer Größen, insbesondere' zum Steuern von Antriebseinheiten eines Unterwasserfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß es einen schwenkbar gelagerten Träger (9, 6, 7) aufweist, durch dessen Verschwenkung ein erstes »Steuerglied (14, 15) stellbar ist, und daß an dem Träger (9) mindestens ein'Betätigungsglied (21) schwenkbar gelagert ist, dessen Schwenkachse senkrecht zur Trägerschwenkachse steht und durch dessen Verschwenken ein zweites Steuerglied (24, 18,26) stellbar ist.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (9) von einer Kugel (6, 7) oder Kugelkalotte mit einem Ausschnitt (8) für das Betätigungsglied (21) umgeben ist.
3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kugel mindestens eines der Steuerglieder untergebracht ist.
- 4. Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse von Kugel (6, 7) und Betätigungsglied (21) sich im Kugelmittelpunkt schneiden.
5. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch· gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (21) als Hebel ausgebildet ist.

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6. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites schwenkbar gelagertes Betätigungsglied (21·) vorgesehen ist, dessen Schwenkachse mit der Schwenkachse des ersten Betätigungsgliedes (21) zusammenfällt und durch dessen Verschwenken ein drittes Steuerglied (24', 18', 26') stellbar ist.
7. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern einer Hauptantriebseinheit (52, 54) die Verschwenkbewegung des Trägers (9) verwendet ist, der über das erste Steuerglied (14, 15) Drehzahl und/oder Drehrichtung des Motors (52) der ^auptantriebseinheit (52, 54) einstellt.
8. -teuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern zweier voneinander entfernt angebrachten Hilfsantriebseinheiten (59 bzw. 60) die Schwenkbewegung der Betätigungsglieder (21 bzw. 21') verwendet ist, die über das 'zweite und dritte Steuerglied Drehzahl und/oder Drehrichtung des Motors der jeweiligen Hilfsantriebseinheit (59 bzw. 60) einstellt.
9. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (9) auf feststehend angeordneten Lagerzapfen (4 und 5) schwenkbar gelagert ist, daß das durch die Trägerverschwenkung stellbare Steuerglied (14, 15) an dem Träger (9) befestigt ist, und daß sein Stellglied (13) mit dem Lagerzapfen in Wirkverbindung steht.
10. Steuergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Lagerzapfen (4) ein Zahnrad (11J aufgekeilt

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ist, das mit einem auf dem als Welle ausgebildeten Stellglied (13) des Steuergliedes (14) aufgekellten Zahnrad (12) kämmt.
11. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (9) die weiteren Steuerglieder (18 bzw. 24 bzw. 26) angebracht sind, deren Stellglieder mit den Betäti.^ungsgliedern in Uirkverbindung stehen.
12. Steuergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglieder dienende Wellen der Steuerglieder zu den Schwenkachsen der 'Betätigungsglieder koaxial angeordnet sind.
13. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerglieder Potentiometer und/oder Schalter,^insbesondere Mikroschalter verwendet sind,
14. Steuergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (15 bzw. 13 bzw. 26) zum Umschalten der Drehrichtung der Antriebsmotoren dienen und daß die Potentiometer (14 bzw. 24 bzw. 24') zum Stellen der Drehzahl der Motoren verwendet sind.
15. Steuergerät nach Anspruch 14, für Unterwasserfahrzeuge, deren Antriebseinheiten mit Hydraulikmotoren als Antriebsmotoren versehensind, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter zum Steuern von Umschaltmagnetventilen (40) dient und die Potentiometer zum Steuern von Stromregelventilen (35) verwendet sind.

309830/0577
16. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit lösbaren Befestigungen mechanischer Art wie auch mit Steckverbindungen (63) für sämtliche Steuerleitungen versehen ist.

309830/OS77

Il

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