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Maschinen-Fernbedienung
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Die Erfindung betrifft eine Fernbedienung für Seewasserklima ausgesetzte
Maschinen, insbesondere Bootsmaschinen, zur Übermittlung von Stellbewegungen, die
an Stellhebeln in einem Bedienungsstand durchgeführt werden, zur Maschine.
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Gerade bei größeren Booten ist der iaschinen-Bedienungsstand beziehungsweise
der Steuerstand verhältnismäßig weit von den Iiaschinen entfernt, so daß hier stets
eine Fernbedienung durchgeführt werden muß. Diese liernbedienung erfolgt in altbekannter
Weise durch Bowdenzüge. :Diese Bowdenzüge stellen eine mechanische Verbindung zwischen
den Stellhebeln und den Verstellelementen der Maschine dar, eine Verbindung also,
die von äußeren Kräften unabhängig ist. Diese Unabhängigkeit von Hilfskräften fiihrte
sicherlich dazu, daß auch in modernsten Bootsbauten immer noch derartige Bowdenzüge
eingesetzt erden obwohl ihnen sehr viele und entscheidende Nachteile anhaften. Gerade
in Seewasserklima werden derartige Bowdenzüge schon nach kurzer Zeit, wozu auch
die Liegezeit zählt, zumindest schwergängig, wenn sie nicht sogar vollkommen festsetzen.
Bei schwergängigen Bowdenzügen, die also noch eine Bedienung der Maschine zulassen,
besteht die Gefahr der elastischen Verformung durch die Stellkräfte, wodurch ungewollt
Schaltzustände eintreten
können, die eine Gefährdung in sich bergen.
So ist es schon des öfteren vorgekommen, daß durch elastische Verspannung derartiger
Bowdenzüge bei am Steuerstand auf Jull gestellter Maschine, durch allmähliches Lockern
des Bowdenzuges ein Gang eingelegt wurde und das Boot dadurch abfuhr. Bowdenzüge
sind aber nicht nur durch die besonders im Seewasserklima stets eintretende starke
Korrosion gefährdet, sondern auch durch unzweckmäßige Verlegung beziehungsweise
mechanischen Angriff. Außerdem sind auch bei eanlagen die zur Überwindung der Reibungskräfte
notwendigen Stellkräfte recht hoch, so daß ein feinfühliges Betätigen derartiger
Bowdenzüge, insbesondere bei größeren Längen beziehungsweise bei entsprechend großen
Booten kaum möglich ist.
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nachteilig macht sich bei dieser mechanischen Verbindung über Bowdenzüge
auch bemerkbar, daß in aller Regel nur ein fiteuerstand vorgesehen werden kann.
Wird ein weiterer Steuerstand, beispielsweise auf einer Flybridge gefordert, so
ist eine sehr voluminöse und störanfällige Umsteuermechanik vom einen auf den anderen
Steuerstand erforerlich.
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Letztlich kommt noch hinzu, daß derartige Bowdenzüge, insbesondere
bei großen Längen, recht temperaturempfinalich sind, daß sie also trotz öfteren
Nachjustierens bereits dann ein korrektes Schalten nicht zulassen, wenn Temperatursprünge
in der Größenordnung
von 200 C auf sie einwirken. Derartige Temperatursprünge
sind aber schon allein durch den Tag/Nacht-Rhythmus stets gegeben.
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Die Erfindung hat sih die Aufgabe gestellt die Nachteile dieser bekannten
Fernbedienung zu beheben und eine ernbedienung anzugeben die bei zumindest gleicher
Sicherheit leicht zu bedienen ist, ein feinfühliges Schalten gestattet und auch
das Anbringen mehrerer Steuerstände ohne großen Aufwand erlaubt.
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Erreicht wird dies in erfindungsgemäßer Weise durch eine an sich bekannte
elektromagnetische, hydraulsche oder pneumatische, die Stellbewegung übertragende
Servoeinrichtung, gebildet aus einem Servokrafterzeuger, aus mindestens einem Servokraftsteller,
aus mindestens einem Laststeller und aus den Servokraftsteller mit dem Laststeller
verbindenden Leitungen.
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Bewußt wird also von der angeblichen Sicherheit der bisher verwendeten
Bowdenzüge abgegangen und eine Servokraft eingeführt. Nun ist die Maschinensteuerung
allerdings von dem Vorhandensein der Servokraft abhängig, jedoch ist die Bereitstellung
der Servokraft mit den heutigen Aggregaten so zuverlässig, daß ein Ausfall kaum
zu befürchten ist. Dies trifft sowohl für die elektrische Stromerzeugung bei elektromagnetischer
Servosteuerung, wie auch für die hydraulische oder pneumatische Servoeinrichtung
zu. Die Basis für die Versorgung könnte in allen drei Fällen eine elektrische Akkumulatorenbatterie
liefern,
die ohnehin auf allen größeren Wasserfahrzeugen vorhanden ist, oder auch, im Palle
der Hydraulik- beziehungsweise Pneumatik-oervoein richtung ein entsprechender Druckbehälter.
Selbst wenn, im Katastrophenfalle, die Servokraft vollkommen ausfallen sollte, so
ist eine Bedienung direkt an der Maschine immer noch möglich, was bei der Verwendung
von Bowdenzügen nicht unbedingt der Fall ist, da sich diese Bowdenzüge derart verklemmen
können, daß die IvIaschinen-Verstellelemente nicht mehr bewegt werden können. Elektrische
Leitungen, wie auch i-iydraulik- oder Pneumatikleitungen lassen sich zudem problemlos
verlegen und auch so, daß eine mechanische Zerstörung weitgehend ausgeschlossen
ist.
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sinne weitere Sicherheit wird nach der Erfindung auch dadurch gegeben,
daß die Servoeinrichtung mit die Laststeller in Nullstellung fahrenden Stellfedern
auszustatten sind, daß also bei Wegfall der Servokraft sämtliche Verstellelemente
durch die immer noch vorhandene Federkraft automatisch auf Null gestellt werden.
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Die beschriebene Servoeinrichtung vermeidet also bereits weitgehend
die meisten Nachteile der altbekannten Bowdenzüge ohne daß eine Sicherheitseinbuße
eintritt. Nach der Erfindung wird jedoch weiterhin vorgeschlagen, daß zwei Servoeinrichtungen
hintereinandergeschaltet werden die aus einem ersten von dem Bedienungsstand in
die Nähe der JJiaschinen führenden pneumatischen Strang und einem oder mehreren
weiteren von dort an die Verstellelemente
der Maschine führenden
zweiten hydraulischen Strang bestehen. Diese Kombination hat den Vorteil, daß aie
Übertragung der Stellbewegungen über eine verhältnismäßig große Strecke pneumatisch
erfolgen kann, mit den diesen pneumatischen Anlagen verbundenen Vorteilen, wie konstruktiv
einfacher Aufbau, unkomplizierte Steuermöglichkeit und äußerst geringe Störanfälligkeit.
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Berücksichtigt ist hierbei, daß im Gefahrenfalle keine großen zerstörenden
Kräfte über dieses Servostystem auftreten können, da der Druck im System durch den
Druckerzeuger vorgegeben ist, daßaber bereits verhältnismäßig geringe Drücke, die
auch im Katastrophenfall niemanden gefährden, ausreichen, um sehr große Kräfte bei
weiten Stellbereichen übertragen zu können. Gerade im Katastrophenfall zeigt sich
auch die Überlegenheit der Pneumatik gegenüber den anderen Servosystemen, da kleine
Lecks in den Übertragungsleitungen durchaus nicht zum Ausfall des ganzen Systems
führen müssen. Im Gegensatz hierzu legt normalerweise ein Bruch einer elektrischen
Leitung das System lahm, wie auch ein Xurzschluß zwischen diesen Leitungen. Auch
Hydraulikleitungen sind wesentlich empfindlicher da hier schon das kleinste Leck
deren Funktion stört. Allerdings sind die Laststeller, also in aller Regel die doppelt
wirkenden Arbeitszylinder dieser pneumatischen Einrichtung recht voluminös, so daß
sie schwierig bei den Maschinen-Verstellelementen anzubauen sind.
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Hydraulik-Laststeller sind hingegen bei gleichen Verstellkräften verhältnismäßig
klein, so daß deren Anbau bei den Verstellelementen der Maschine nicht auf Schwierigkeiten
stößt. Außerdem erfolgt durch die Nachschaltung
des Hydraulikstranges
eine erwünschte Dämpfung der Stellbeegung des Pneumatikstranges, so daß Stellschwingungen
vermieden werden. Hinsichtlich der Sicherheit dieses Hydraulikstranges ist zu bedenken,
daß dieser Strang lediglich über eine sehr kurze Entfernung, praktisch nur über
die Maschine hinwegführt und hierbei so verlegt werden kann, daß auch im Katastrophenfall
eine Beeinträchtigung der Funktion nicht zu befürchten ist.
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Zweckmäßigerweise werden aie Zylinderräume der Laststeller des pneumatischen
Stranges mit ins Freie führenden absperrbaren Bohrungen vorgesehen. Bei Ausfall
des Pneumatikstranges können mit diesen Bohrungen die Zylinderräume entlüftet werden,
so daß ein manuelles Verschieben der Verstellelemente für den Notfall, direkt an
der Maschine, möglich ist.
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Der Einsatz des Pnezumatikstranges bringt jedoch noch den Vorteil,
daß die Servokraftsteller über Schnellkupplungen an die Pneumatikleitung anschließbar
sind, da der geringe Luftverlust beim Einstecken der Servokraftsteller in dem Pneumatiksystem
vollkommen bedeutungslos ist. Damit können aber überall an Bord, wo eine Maschinenbedienung
gewunscht wird, Pneumatikleitungen hin verlegt und bei Bedarf mit dem betreffenden
Servokraftsteller verbunden erden, ohne daß hierzu aufwendige Umstellvorrichtungen
etc. notwendig sind. Zweckmäßigerweise werden die gesamten zur Beaierung der Maschine
benötigten Servokraftsteller auf
einer über Pneumatikstecker mit
den Pneumatikleitungen verbindbaren Bedingungsplatte angeordnet, wobei die Bedingungsplatte
zweiteilig sein kann, bestehend aus einer fest mit den Pneumatikleitungen verbundenen
Steuer-Grundplatte (Terminal) und einer auf diese Grundplatte aufsteckbaren, mit
Servokraftstellern bestückten Steuerplatte. Durch Aufstecken der Steuerplatte auf
die Steuer-Grundplatte wird die Maschine voii dieser Stelle aus bedienbar, im Falle
eines Bootsantriebes also entweder vom normalen Steuerstand aus, von einer Flybridge
aus, vom Heck des Fahrzeuges aus, oder auch, zur wesentlichen Vereinfachung beim
Maschinenservice, von einer, direkt an der jeweiligen Maschine angeordneten Steuer-Grundplatte
aus. Mit einer derartigen Anordnung ist gleichzeitig noch der Vorteil verbunden,
aaß ohne die Steuerplatte eine Maschinenbedingung nicht möglich ist, es sei denn,
direkt an den Verstellelementen der Maschine. Ein derart ausgestattetes Boot ist
also nahezu diebstahlsicher. Selbstverständlich können auf der Steuerplatte auch
noch weitere Bedienelemente, insbesondere elektrische Schalter etc. angeordnet werden.
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Der hydraulische Strang wird vorteilhafterweise so ausgeführt, daß
lediglich ein Hydraulik-Zylinderpaar über Hydraulikleitungen verbunden wIrd, wobei
die Kolbenstange des ersten Zylinders mit einem Arbeitszylinder des pneumatischen
Stranges und die Kolbenstange des zweiten Zylinders mit dem Naschinen-Verstellelement
verbunden ist. Dieses hydraulische System ist also passiv, benötIgt daher eine zusätzliche
Servokraft.
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Die Verbindung des pneursatischen Stranges rit dem hydraulischen trang
läßt auch noch die Möglichkeit zu, daß die über den pneumatischen Strang übermittelten
Stellbewegungen durch den hydraulischen Strang zum Beispiel aupliziert werden können.
dies ist insbesondere bei Mehrmotorenantrieben wichtig, wo mittels eines pneumatischen
Übertragungsstranges sämtliche Maschinen durch die "Verzweigung" über den Hydraulikstrang
ohne Schwierigkeiten angesteuert werden iröiulen.
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Infolge des minimalen Druckluftverbrauches der Anordnung st es bei
Ausfall oder Verlust der Steuerpiatte auch möglich, die steuerung über eine kleine
Kompaktanlage zu bedienen. Diese Kompaktanlage kann im einfachsten Fall aus einer
kleinen batteriebetriebenen Luftverdichter, Kombiniert mit einem Reservevolumen
und einem einfachen pneumatischen Regler, bestehen.
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Auf der Zeichnung ist die beispielsweise Ausführung einer Anlage nach
der schematisch dargestellt. )ie Bereitstellung der Steuerungs-Druckluft erfolgt
über einen Druckluft-Erzeuger 1, bestehend au einen Pumpenaggregat 2, dessen Druckluft
über ein Rückschlagventil 3 einem DrucKluftspeicher 4 zugeleitet wir. über eine
selbstabsperrende Steckkupplung 5 die an einer Steuer-Grundplatte (Terminal) 6 befestigt
ist, wird diese Steuerungs-Druckluft einem pneumatischen regler 7 zugeleitet und
hierauf, wiederum über eine selbstabsperrende Steckkupplung 8 und Steuer-Druckluftleitungen
9, einem druckproportionalen Stellzylinder 10. fler Kolben 11 dieses Stellzylinders
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wirkt über einen, fest mit ihm verbundenen Mitnehmer 12 auf
zwei primäre hydraulische Servozylinder 13 die ihrerseits über Hydraulikleitungen
14 mit sekundären hydraulischen Servozylindern 15 verbunden sind. Diese sekundären
hydraulischen Servozylinder 15 sind nunmehr mit den Stellern der beiden Antriebsmaschinen
16, 17 verbunden.
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Bei Druckloser sind die Steller der Antriebsmaschinen 16, 17 durch
eine im Stellzylinder 10 vorgesehene Stellfeder 18 in Leerlaufstellung gefahren.
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Diese Leerlaufstellung wird auch dann beibehalten, wenn die Steuer-Druckluft
durch das Druckluftaggregat 1 berei@gestellt wird. Erst bei Verstellen des xauf
die Steuer-Grundplatte @ (Terminal) aufgesteckten pneumatischen Reglers 7 können
die Stelller der Maschinen 16, 17 über die Druckluftleitung 9, den Stellzylinder
10 sowie die Servozylinder 13, 15 in die gewünschte Stellung verfahren werden. Druch
parallele Verlegungen der Druckluft-Zu- und Ableitungen ist es unschwer möglich
mehrere Steuer-Grundplatten 6 und damit auch mehrere Steuermöglichkeiten vorzusehen.