DE2914735C2 - Hilfssystem zur Betätigung einer fluidbetriebenen Ruderanlage für Schiffe und Boote - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hilfssystem zur Betätigung einer fiuidbetriebenen Ruderanlage für Schiffe und Boote mit einem Umschaltsystem vom Hauptsystem auf das unabhängige Hilfssystem, einer vom Hauptsystem gesonderten Energieversorgung für das Hilfssystem und einem Steuerventil für den Ruderantrieb.

Aus US-PS 34 68 126 ist ein Hilfssystem der vorstehend genannten Art bekannt. Das Hauptsystem umfaßt hierbei eine Energieversorgung, ein druckmittelbetätigtes Hauptventil und ein Vorsteuerventil für das Hauptventil, wobei das Vorsteuerventil entweder über einen Kontrollgriff elektromagnetisch betätigt oder handbetätigt wird. Das Hilfssystem umfaßt das Steuerrad und die Pumpe. Über das Steuerrad und die Pumpe kann auch das druckmittelbetätigte Hauptventil geschaltet werden. Es gibt somit drei Betätigungsmöglichkeiten für das Hauptventil: mit Kontrollgriff oder handbetätigt über das Vorsteuerventil oder mit Steuerrad und Pumpe direkt auf das Hauptventil. Bei Ausfall der Hochdruckquelle des Hauptsystems wird dieses durch ein entsperrbares Doppelrückschlagventil automatisch vom Ruderantrieb abgekoppelt und gleichzeitig ein 2/2-Wegeventil umgeschaltet, wodurch das Hilfssystem aus Steuerrad und Pumpe mit dem Ruderantrieb verbunden wird. Das Ruder wird nun durch Betätigung des Steuerrades verstellt,

Da heutzutage Hochsee-Frachtschiffe immer größer ausgelegt werden und auch dazu genutzt werden, gefährliche Fracht, wie Rohöl, verflüssigtes Erdgas und dgl. zu transportieren, reichen derartige Hilfssysteme zur Gewährleistung der Sicherheit der Schiffahrt nicht mehr aus.

Aus US-PS 23 92 504 ist ein hydraulischer Kraftantrieb bekannt, der zwei Pumpen enthält, die zur Versorgung ein und desselben Hauptsystems einer Lenkanlage mit unter Druck stehendem Fluid bestimmt sind. Die Doppelpumpenanordnung hat hierbei den Zweck, die Versorgung des Hauptsystems für die Lenkung für den Fall aufrechtzuerhalten, daß eine der Pumpen ausfällt. Wie sich aus der Gesamtauslegung des Hauptsystems bei diesem hydraulischen Kraftantrieb ergibt, erfolgt die Ansteuerung der Lenkanlage dann lediglich über die zweite Notpumpe, jedoch unter Verwendung nur eines gemeinsamen Hauptsystems, so daß bei Ausfall eines anderen Aggregats des Hauptsystems eine Lenkung auch im Notbetrieb nicht mehr möglich ist

Aus US-PS 28 92 310 ist eine Steuereinrichtung bekannt, die gestattet daß wechselweise verschiedene Quellen für unter Druck stehendes Medium, wobei eine Quelle für Hochdruck und eine andere für Niederdruck bestimmt ist in Verbindung mit der Lenkanlage, wie dem Ruder, gebracht werden kann, wobei die^e beiden Fluidkreisläufe insgesamt das Hauptsystem der Lenkanlage darstellen. Der Zweck einer solchen Auslegung ist darin zu sehen, daß man das unter Druck stehende Fluid, das die Lenkanlage betätigt, durch zusätzliches unter Druck stehendes Fluid im Bedarfsfall ergänzt, der beispielsweise dann gegeben ist, wenn ein schnelles Manöver mit Hilfe der Ruderanlage ausgeführt werden soll oder wenn das Ruder infolge von Wasserströmungen starken Widerständen entgegenwirken muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hilfssystem zur Betätigung einer fluidbetriebenen Ruderanlage für Schiffe und Boote der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß bei jeglichem Störfall und Notfall auch unter allen äußeren Umgebungsbedingungen eine zuverlässige Betätigung der Ruderanlage ermöglicht ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Hilfssystem ist diesem eine vom Hauptsystem unabhängige Energieversorgung zugeordnet, die entweder eine Fluiujpeichereinrichtung enthält, die mittels einer Pumpe aufladbar ist, oder die direkt über die Pumpe erfolgt Bei diesem Hilfssystem kann daher bei Ausfall des Hauptsystems die Ruderanlage direkt über das Hilfssystem mit eigener Energie-Versorgung betätigt werden, so daß das Schiff mit einem solchen Hilfssystem bei Ausfall des Hauptsystems noch uneingeschränkt lenkfähig ist, um zu gewährleisten, daß das Schiff so gesteuert werden kann, daß Unfälle vermieden werden. Da beim erfindungsgemäßen Hilfssy-Ή) stern eine unter Druck stehende Druckmittelmenge immer gespeichert bleibt, kann die Ruderanlage unmittelbar nach Abkopplung des Hauptsystems direkt über das Hilfssystem innerhalb kurzer Zeit angesteuert werden. Auch bringt das Hilfssystem zur Betätigung der Ruderanlage so ausreichend Energie auf, daß die Ruderanlage auch gegen große Widerstände, wie bei starken Wasserströmungen, betätigt werden kann. Das gespeicherte, unter Druck stehende Fluid ermöglicht auch eine Betätigung der Lenkanlage über das Hilfssystem, wenn die elektrische Stromversorgung und/oder das Hauptsystem und auch weitere elektrisch angesteuerte Einrichtungen ausfallen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 wiedergegeben.
Insbesondere ermöglicht die Ausbildungsform nach Anspruch 6 eine doppelte Sicherheit und ist insbesondere dann von Vorteil, wenn beispielsweise bei einem Gesamtstromausfall an Bord des Schiffes ein elektrisch an-

steuerbares Hilfssystem ausfällt und als weiteres Hilfssystem ein über die Energieversorgung ansteuerbares Hilfssystem zur Betätigung der fluidbetriebenen Ruderanlage verwendet werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Hilfssystems und eines Hauptsystems zur Betätigung einer fluidbetriebenen Ruderanlage,

F i g. 2 einen hydraulischen Schaltplan der Anlage von F i g. 1 und

F i g. 3 einen hydraulischen Schaitplan einer Ausführungsvariante eines Hilfssystems.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Hilfssystem für eine fluidbetriebene Ruderanlage eines Wasserfahrzeugs ist mit einem Ruderantrieb 10 verbindbar, dessen Ruder 11 durch paarweise angeordnete Hubkolbenzylinder 12, 14, 16, 18 beaufschlagt ist. Als Ruderantrieb lassen sich auch Drehflügel, ein Gestänge oder ein Joch verwenden.

Das Hiiissysiem enthält eine Energieversorgung mit einer Fluidspeichereinrichtung, in der eine D.-vickmittelmenge unter einem vorbestimmten Druck gespeichert ist Zu diesem Zweck ist der in den F i g. 1 und 2 gezeigte Behälter 20 bis zu einem vorbestimmten Niveau mit einem Druckmittel, beispielsweise einer Flüssigkeit, wie Öl, gefüllt und durch einen Vorlaufanschluß 22 mit einer Pumpe 24 verbunden, die von einem Motor 26 angetrieben ist, um die Fluidspeichereinrichtung aufzuladen. Der Behälter 20 weist eine übliche Belüftungseinrichtung 28, ferner ein Flüssigkeitsstand-Kontrollfenster 30 und ein am Eingang des Vorlaufanschlusses 22 vorgesehenes Sieb 32 als Filter auf. Die von der Pumpe 24 und dem Motor 26 gebildete Einrichtung läßt sich über die Haupt-Stromversorgung des Fahrzeuges oder über eine eigene Stromversorgung, z. B. mittels Batterien, versorgen, damit sie auch bei einem Ausfall der Haupt-Stromversorgung des Fahrzeuges funktionsfähig ist, oder über einen Druckluftmotor oder dergleichen versorgen. Der Pumpe 24 ist ein Rückschlagventil 25 nachgeschaltet.

Gemäß den F i g. 1 und 2 ist die Pumpe 24 druckseitig, d. h. auf der dem Behälter 20 entgegengesetzten Seite, mit mehreren Druckspeichern 36 verbunden, die an die Leitung 34 über Zweigleitungen 38a und je eine Zuleitung 38b angeschlossen sind, die ein handbetätigbares Absperrventil 39, beispielsweise ein Kugelventil, enthalten kann, mit dem der zugeordnete Druckspeicher 36 abgetrennt werden kann, beispielsweise damil er mit Gas nachgefüllt werden kann oder andere notwendige Instandhaltungsarbeiten daran vorgenommen werden können. Im offenen Zustand gestattet jedes Absperrventil 39 einen Zufluß von Flüssigkeit aus dem Druckspeicher 36 zum Hilfssystem zur Betätigung der Ruderanlage, und einen Zufluß von Flüssigkeit von der Pumpe 24 in leere Druckspeicher zu deren Aufladung.

Als Druckspeicher 36 läßt sich beispielsweise ein Blasenspeicher verwenden, der eine blasenförmige Trennwand 40 enthält, so daß der Druckspeicher 36 außer der Flüssigkeit noch ein unter Druck stehendes Gas (z. B. Stickstoff) aufnimmt, ohne daß sich das Gas mit der Flüssigkeit vermischt Auf der Außenseite jedes Druckspeichers 36 kann ein mit der blasenförmigen Trennwand 40 verbundenes Manometer 42 zur Anzeige des Gasdrucks im Druckspeicher 36 vorgesehen sein. Als Druckspeicher kann auch ein Kolbenspeicher verwendet werden.

Während der normalen Funktion des Hauptsystems strömt keine Flüssigkeit aus dem Behalter 20 bzw. den Druckspeichern 36 in der Leitung 34 über die Verzweigungsstelle A hinaus, sondern jeder Druckspeicher 36 wird aus dem Behälter 20 mit Flüssigkeit gefüllt, bis der Flüssigkeitsdruck im Druckspeicher 36 ebenso hoch ist wie der Gasdruck in der blasenförmigen Trennwand 40. Zu diesem Zweck ist an die Leitung 34 zwischen der Pumpe 24 und den Druckspeichern 36 der einstellbare Druckschalter 44 angeschlossen, der mit dem Druck in der Leitung 34 beaufschlagt ist und an den Motor 26 ein Steuersignal abgibt, das bewirkt, daß der Motor eingeschaltet wird und die Pumpe 24 antreibt, wenn der Druck unter einen vorbestimmten Wert sinkt, und daß der Motor 26 ausgeschaltet wird, wenn der Druck einen anderen vorbestimmten Wert erreicht. Beispielsweise lassen sich die blasenförmigen Trennwände 40 mit einem Gasdruck von etwa 100 bar beaufschlagen und alle Druckspeicher 36 mit Flüssigkeit beschicken, bis der Gesamtdruck 200 bar beträgt. In diesem Fall kann der Druckschalter 44 auf einen Druck von 140 bar oder von 170 bar eingestellt werden, so daß bei einem Absinken des Druckes in der Leitung 34 und d£tie^r in den Druckspeichern 36 unter diesen Wert der Motor 26 eingeschaltet und daher Flüssigkeit in die Druckspeicher 36 befördert wird, bis beim Erreichen eines Druckes von 200 bar (dem oberen an dem Druckschalter (44) eingestellten Grenzwert) der Motor 26 ausgeschaltet wird.

Damit die Fluidspeichereinrichtung nicht beschädigt wird, wenn ein Überdruck auftritt, z. B. weil der Motor 26 nicht rechtzeitig ausgeschaltet wird, ist an die Leitung 34 ein Sicherheitsventil 46 angeschlossen, das über die Leitung 48 eine Verbindung zwischen der Leitung 34 und dem Behälter 20, beispielsweise dessen Rücklaufanschluß 21, herstellt, wenn der Druck in der Leitung 34 eine vorgeschriebene Sicherheitsgrenze überschreitet. Vorzugsweise wird das Sicherheitsventil 46 auf einen Druck eingestellt, der 10 bis 15% über dem Solldruck in den Druckspeichern 36 liegt. Beispielsweise kann das Sicherheitsventil 46 auf einen Druck von etwa 220 bis 240 bar eingestellt werden.wenn der Solldruck in den Druckspeichern 36 etwa 200 bar beträgt.

in der Fluidspeichereinrichtung des Hilfssystems wird daher eine konstante Menge eines unter Druck stehenden Druckmittels bereitgehalten, das bei der Umschaltung auf das Hilfssystem sofort für die Verwendung in diesem zur Verfugung steht, sowie eine Druckmittelmenge, die zur Verwendung im Hilfssystem zur Aufladung verwendbar ist. In der Fluidspeichereinrichtung vorhandenes Druckmittel läßt sich sowohl zur Betätigung der Ruderanlage als auch zur Umschaltung auf das Hilfssystem verwendet, bei der das Hauptsystem von der Ruderanlage abgekoppelt und das Hiifssystem mit der Ruderanlage verbunden wird.

B»? einer Ausführungsform ist das Hilfssystem elektrisch ansteuerbar, beispielsweise beim Erkennen einer Störung im Haupi»y^stem·

Im Störfall des Hauptsystems wird ein Elektromagnet 5 eines in der Leitung 34a angeordneten Magnetventils 50 erregt. Bei erregtem Elektromagneten S wird das Magnetventil 50 geöffnet, so daß unter Druck stehende Flüssigkeil aus der Leitung 34 der Fluidspeichereinrichtung über die Leitung 54 zur Ruderanlage und über die Leitung 56 zum Umschaltsystem fließen kann. Die Leitung 54 ist mit einem Steuerventil 58 verbunden, das geeignet ist. zur Lenkung nach links oder nach rechts die Flüssigkeit in den entsprechenden Zweig der Ruderanlage abzugeben. Die Leitung 56 ist mit einem Umschaltventil 60 verbunden, das die Flüssigkeit in den übrigen

Teil des Umschaltsystems einleitet, damit das Hauptsystem von der Ruderanlage abgetrennt und das Hilfssystem mit der Ruderanlage verbunden wird.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Steuerventil 58 und das Umschaltventil 60 elektrisch betätigte Vierwegeventile.

Zur Drehung des Ruders 11 in der Zeichnung nach rechts erfolgt die Strömungsmittelverbindung über den Weg 606 des Umschaltventils 60 und den Weg 586 des Steuerventils 58. Zur Drehung des Ruders 11 in der Zeichnung nach links erfolgt die Strömungsmittelverbindung über den Weg 606 des Umschaltventils 60 und den Weg 58cdes Steuerventils 58. Die Leitungen 54 und 56 enthalten je ein Regelventil 62 bzw. 65. beispielsweise ein verstellbares Drosselventil, das den Durchfluß durch das nachgeschaltete Ventil 58 bzw. 60 steuert.

Erfolgt die Strömungsmittelverbindung der Leitungen 56 und 84 über den Weg 60b des Umschaltventils 60, so gelangt durch das Ventil 50 getretene Leckflüssigkeit nicht in das Umschaitsystem. Wenn der Elektromagnet des Umschaltventils 60 (vorzugsweise gleichzeitig mit dem Magnetventil 50) erregt wird, erfolgt eine Strömungsmittelverbindung über den Weg 606 zu den Leitungen 56 und 84. Jetzt verbindet der im Weg 606 angeordnete Kanal 62a die Leitung 56 und die an das Ventil 60 angeschlossene Leitung 64 miteinander und verbindet der Kanal 626 die Ablaufleitung 84 und die Rücklaufleitung 82 miteinander.

Die Leitung 64 ist mit dem Umschaltverteiler 66 verbunden, über den die Flüssigkeit im Umschaltsystem verteilt wird. Dieses weist eine druckmittelbetätigte Ventileinrichtung zum Abkoppeln des Hauptsystems von der Ruderanlage auf. Zu diesem Zweck ist der Verteiler 66 über eine erste Zweigleitung 68 mit einer ersten Trsnnventilanordnung 72 und über eine zweite Zweitleitung 70 mit einer zweiten Trennventilanordnung 74 verbunden. Die Trennventilanordnungen 72 und 74 dienen zum Abkoppein der Huhkclber.zyünder 12 sind 16 von dem Hauptsystem.

Jede Trennventilanordnung 72 bzw. 74 weist eine Zylinder-Kolben-Anordnung 72a/726 bzw. 74a/746 und ein Absperrventil 72c bzw. 74c auf. das von der entsprechenden Zylinder-Kolben-Anordnung betätigt wird. Jede Zweigleitung 68 bzw. 70 ist mit dem einen Ende des Zylinders 72a bzw. 74a verbunden, so daß Flüssigkeit aus der Fluidspeichereinrichtung in die Eintrittsräume der Zylinder 72a und 74a fließen kann und daher die darin befindlichen Kolben 726 und 74i> auf der einen Seite mit Druck beaufschlagt werden. An die Austrittsräume der Zylinder 72a und 74a ist je eine Ablaufleitung 76 bzw. 78 angeschlossen, über die auf der anderen Seite der Kolben vorhandene Flüssigkeit ablaufen kann.

Die Ablaufleitungen 76 und 78 sind zweckmäßigerweise über eine gemeinsame Sammelleitung 80 mit einer Rücklaufleitung 82 verbunden, die zu dem Umschaltventil 60 führt. Wie vorstehend angegeben wurde, steht in der Offensteilung des Umschaltventils 60 der Kanal 626 des Weges 606 einerseits mit der Leitung 84 und andererseits mit der Rücklaufleitung 82 in Verbindung, so daß Flüssigkeit aus der Rücklauf leitung 82 über den Kanal 626, die Leitung 84, die Sammelleitung 86 und den Rücklaufanschluß 21 in den Behälter 20 zurücklaufen kann.

Wenn zur Betätigung des Ruders 11 mehr als ein Paar von Hubkolbenzylindern vorgesehen ist, kann das Umschaitsysteir! des Hilfssysterns auch den diese zusätzlichen Hubkolbenzylinder steuernden Teil des Hauptsystems abkoppeln. Zu diesem Zweck ist der Umschaltverteiler 66 durch eine dritte Zweigleitung 88 mit einer dritten Trennventilanordnung 92 und durch eine vierte Zweigleitung 90 mit einer vierten Trennventilanordnung 94 verbunden. Die Ventilanordnungen 92 und 94 können ähnlich ausgeführt sein wie die Ventilanordnungen 72 und 74. Die Zweigleitung 88 verbindet die erste Zweigleitung 68 mit dem Eintrittsraum des Zylinders 92a. Die Zweigleitung 90 verbindet die zweite Zweigleitung 70 mit dem Eintrittsraum des Zylinders 94a.

Für den Ablauf der Flüssigkeit sind an die Austrittsräume der Zylinder 92a und 94a Ablaufleitungen 96 und 98 angeschlossen, die den Ablaufleitungen 76 und 78 ähneln. Die Ablaufleitung 96 verbindet den Austrittsraum des Zylinders 92a mit der Rücklaufleitung 76. Die Ablaufleitung 98 verbindet den Austrittsraum des Zylinders 94a mit der Rücklaufleitung 78.

Man könnte natürlich die Leitungen 88,90,96 und 98 anstatt mit den Zweigleitungen 68, 70, 76 und 78 auch direkt mit dem entsprechenden Verteiler 66 bzw. der entsprechenden Saiiimeiieiiuiig 80 verbinden. Die versetzte Anordnung der Verbindungen gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat aber den Vorteil, daß die Gesamtlänge der erforderlichen Leitungen auf ein Minimum herabgesetzt wird, ohne daß dadurch die für die vollständige Inbetriebnahme des Hilfssystems erforderliche Ansprechzeit wesentlich verlängert wird. Ferner trägt diese Anordnung auch dazu bei, daß die Druckmittelmenge vermindert wird, die zum Abkoppeln des Haup&jstems erforderlich ist, so daß für die eigentliche Betätigung der Rudereinrichtung mehr Druckmittel zur Verfügung steht.

Es versteht sich, daß die dem Umschaltsystem zugeführte Flüssigkeit auch zur Steuerung anderer Funktionen des Hilfssystems herangezogen werden kann, insbesondere zur Betätigung weiterer Trennventilanordnungen 116, 118, 120 und 122, mit denen die Leitungen des Hilfssystems mit dem Ruderaufrieb 10 verbunden werden.

Gemäß den Fi g. 1 und 2 besitzt das elektrisch betätigte Hilfssystem das Steuerventil 58. das die Strömung der unter Druck stehenden Flüssigkeit in die und aus den Hubkolbenzylindern der Ruderanlage steuert. Das Wegeventil 58 besitzt einen Sperrweg 58a, einen Durchflußweg 586 für das Drehen nach rechts und einen Durchflußweg 58c für das Drehen nach links. Jeder dieser Wege kann eine Strömungsmittelverbindung über das Steuerventil 58 herstellen und steuert die Strömung durch die Leitungen 100 und 102, die dem Wegeventil 58 nachgeschaltet sind. Die Leitung 100 führt zu einer Verteil- und Sammelleitung 104, an die eine fünfte Zweigleitung 106 und eine sechste Zweigleitung 108 anschließen. Die Zweigleitung 106 ist mit dem Hubkolbenzylinder 14 und die Zweigleitung 108 mit dem Hubkolbenzylinder 16 verbunden. Die Zweigleitungen 106 und 108 dienen zum Zuführen von unter Druck stehender Flüssigkeit zu diesen beiden Hubkolbenzylindern und zum Abziehen von darin verbliebener Flüssigkeit.

Die Leitung 102 führt von dem Steuerventil 58 zu der Verteil- und Sammelleitung 110, an die eine siebente Zweigleitung 112 und eine achte Zweigleitung 114 anschließen. Die Zweigleitung 112 führt zu dem Hubkolbenzylinder 12 und die Zweigleitung 114 zu dem Hubkolbenzylinder 18. Die Zweigleitungen 112 und 114 dienen zum Zuführen von unter Druck stehender Flüssigkeit zu diesen beiden Hubkolbenzylindern und zum Abziehen von darin verbliebener Flüssigkeit.

Das Hilfssystem koppelt nicht nur das Hauptsystem von der Ruderanlage ab, sondern bleibt auch bis zu

seiner Betätigung von der Ruderanlage abgekoppelt. Zu diesem Zweck ist jede der Zweigleitungen 106, 108,112 und 114 mit dem ihr zugeordneten Hubkolbenzylinder 14, 16, 12 bzw. IP. über eine Leitung 15, 17, 13 bzw. 19 verbunden, die auch zu dem Hauptsystem gehört. Ferner enthält jede der Zweigleitungen 106, 108, 112 und 114 eine Trennventilanordnung 116, 118, 120 bzw. 122. die d'',:ch das vorstehend beschriebene Umschaltsystem derart gesteuert wird, daß gewährleistet ist, daß die normale Funktion de3 Hauptsystems durch das Vorhandensein des Hilfssystems im wesentlichen nicht beeinflußt wird. Man erkennt, daß dank dieser zusätzlichen Trennventilanordnungen das Hilfssystem mit jeder üblichen druckmittelbetätigten Ruderanlage kombiniert werden kann, ohne daß diese beträchtlich abgeändert zu werden braucht.

Die Trennventilanordnungen 116, 118, 120 und 122 können im wesentlichen ebenso ausgeführt sein wie die vorstehend anhand der F i g. 1 und 2 beschriebenen Trennventilanordnungen 72,74,92 und 94. Die Absperrventile 116c, 118c, 120c und 122c sind zweckmäßigerweise möglichst nahe bei den Stellen angeordnet, an denen die Zweigleitungen 106, 108, 112 und 114 in die zugeordneten Leitungen 15, 17, 13 und 19 münden, die zu den entsprechenden Hubkolbenzylindern führen, damit das Hilfssystem in nächster Nähe der Ruderanlage vom Hauptsystem abgekoppelt werden kann.

Die Trennventilanordnungen 116, 118, 120 und 122 werden gleichzeitig mit den Trennventilanordnungen 72, 74,92 und 94 und im wesentlichen ebenso wie diese betätigt, mit der Ausnahme, daß die Absperrventile 116c, 118c, 120c und 122c nicht geschlossen, sondern geöffnet werden. Infolgedessen strömt unter Druck stehende Flüssigkeit aus den Zweigleitungen 88 und 90 über die Leitungen 121a und 119a in die Zylinder 120a und 118a, so daß die Kolben 1206und 1186 die Absperrventile 120c und 118c öffnen. Dabei kann auf der anderen Seite der Kolben 1206 und 1186 verbliebene Flüssigkeit die Bewegung der Kolben nicht behindern weil sie aus den Zylindern über die Ablaufleitungen 1216 und 1 196 und die Ablaufleitungen % und 98 zu dem Behälter 20 ablaufen kann.

Ferner strömt Flüssigkeit aus den Zweigleitungen 88 und 90 über die Leitungen 117a und 123a in die Zylinder 116a und 112a, so daß die druckbeaufschlagten Kolben 115o und 1226 die Absperrventile 116c und 122cöffnen, während auf der anderen Seite der Kolben verbliebene Flüssigkeit über die Ablaufleitungen 1176 und 1236 und die Ablaufleitungen 96 und 98 zu dem Behälter 20 zurücklaufen kann.

Beim Abdriften nach rechts wird durch das Erregen des Elekrtromagneten über den Weg 586 des Steuerventils 58 die Strömungsmittelverbindung hergestellt Dabei sei hier angenommen, daß das Umschaltsystem seine vorstehend beschriebenen Funktionen im wesentlichen vollständig durchgeführt hat, so daß die Trennventilanordnungen 116c, 118c, 120c und 122c offen sind, weil sonst der Durchfluß gesperrt wäre.

Zum Bewegen des Ruders 11 nach rechts strömt Flüssigkeit aus der Fluidspeichereinrichtung über die vorstehend beschriebene Leitung 54 und das Stromventil 62 in den Kanal 59a des Weges 586 des Steuerventils 58. Aus der Leitung 59a strömt die Flüssigkeit über die Leitung 100 in die Verteil- und Sammelleitung 104 und wird dann auf die Zweigleitungen 106 und 108 aufgeteilt Aus der Zweigleitung iO6 gelangt die Flüssigkeit über das jetzt offene Absperrventil 116c und die Leitung 15 in den Hubkolbenzylinder 14. Aus der Zweigleitung 108 gelangt die Flüssigkeit über das jetzt offene Absperrventil 118cunddie Leitung 17 in den Hubkolbenzylinder 16.

Die aus dem Hilfssystem in die Hubkolbenzylinder 14 und 16 eintretende Flüssigkeit trachtet, die darin befindlichen Kolben so zu verschieben, daß auf den Schaft 138 (Fig. 1)des Ruders 11 ein Drehmoment ausgeübt wird. Um das Drehen des Ruders 11 zu erleichtern, kann in den Hubkolbenzylindern 12 und 18 verbliebene Flüssigkeit gleichzeitig über die Leitungen 13 bzw. 19, die jetzt offenen Absperrventile 120c bzw. 122c und die Leitungen 112 bzw. 114 ablaufen und von diesen über die Verteil- und Sammelleitung 110 und die Leitung 102 zu dem Steuerventil 58 zurückgelangen. Über den im Weg 586 befindlichen Kanal 596, die Leitung 55, die Rücklaufleitung 86 und den Rücklaufanschluß 21 läuft diese Flüssigkeit dann zum Behälter 20 zurück.

Beim Abdriften nach links strömt im Hilfssystem die Flüssigkeit über die Leitung 54 und das Stromventil 62 in das Steuerventil 58 und dessen Weg 58c. Durch den im Weg 58c befindlichen Kanal 59c und die Leitung 102 gelangt die Flüssigkeit in die Verteil- und Sammelleitung 110, von der die Flüssigkeit auf die Zweigleitungen 112 und 114 aufgeteilt wird. Aus diesen strömt die Flüssigkeit über die jetzt offenen Absperrventile 120c und 122c und die Leitungen 13 und 19 in die Hubkolbenzylinder 12 und 18.

Die in die Hubkolbenzylinder 12 und 18 eintretende Flüssigkeit trachtet, die Hubkolben der Zylinder 12 und 18 so zu verschieben, daß auf den Ruderschaft 138 ein Drehmoment ausgeübt wird. Gleichzeitig kann in den Hubkolbenzylindern 14 und 16 verbliebene Flüssigkeit über die Leitungen 15 und 17, die jetzt offenen Absperrventile 116c und 118c und die Zweigleitungen 106 und 108 ablaufen, worauf sie über die Verteil- und Sammelleitung 104, die Leitung 100, den im Weg 58c befindlichen Kanal 59c/ und die Leitung 55 in der vorstehend beschriebenen Weise zurück in den Behälter 20 gelangt. Nach der Inbetriebnahme des Hilfssystems kann dieses relativ lange Zeit hindurch (z. B. etwa eine halbe Stunde) arbeiten, weil die Pumpe 24 das Hilfssystem weiter mit Flüssigkeit aus dem Behälter 20 versorgt und dieser ständig mit rücklaufender Flüssigkeit aufgefüllt wird. Diese Zeit dürfte für die Ausführung des Manövers mehr als ausreichend sein, beispielsweise wenn das Schiff in einem stark befahrenen Gewässer anderen Fahrzeugen oder Untiefen ausweichen soll. Ferner bleibt nach der Inbetriebnahme des Umschaltsystems dieses in seinem Betriebszustand, so daß die Pumpe 24 nur die Flüssigkeit zu fördern braucht, die für die Betätigung der Ruderanlage benötigt wird, so daß die zur Verfügung stehende Flüssigkeitsmenge für eine beträchtliche Anzahl von Manövern ausreicht, in der das Ruder aus der Mittschiffsstellung jeweils um 25 bis 35° nach Backbord oder Steuerbord verdreht wird.

Eine Ausführungsvariante des Hilfssystems ist in Fig.3 dargestellt Hierbei erfolgt die Betätigung sowohl des Umschaltsystems als auch der Ruderanlage durch das Hilfssystem nur durch unter Druck stehende Flüssigkeit aus der vorstehend beschriebenen Fluidspeichereinrichtung. Zweckmäßigerweise wird dieses druckmittelbetätigte Hilfssystem mit dem vorstehend beschriebenen, elektrisch betätigten Hilfssystem kombiniert. Eine derartige Kombination ist besonders vorteilhaft. wenn das elektrisch betätigte Hilfssystem von der Haupt-Stromversorgung des Fahrzeugs gespeist wird. Wenn dann mit der Haupt-Stromversorgung auch das Hauptsystem ausfällt, ermöglicht das druckmittelbetä-

tigte Hilfssystem wenigstens eine eingeschränkte Betätigung der Ruderanlage.

Hierbei ist eine Bedienungseinrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, aus der Fluidspeichereinrichtung unter Druck stehende Flüssigkeit an ein druckmutelbetätigtcs Umschaltsystem zum Abkoppeln des Haupisystems von der Ruderanlage und an eine druckmittelbetätigte Steuereinrichtung abzugeben, so daß die Ruderanlage mit Hil.'e der in der Fluidspeichereinrichtung gespeicherten Flüssigkeit betätigbar ist. Zu diesem Zweck ist die Leitung 136 an ihrem einen Ende über die Leitung 138 mit der Leitung 34 (Fig. 2) der Fluidspeichereinrichtung und an ihrem anderen Ende über die Leitung 140 mit einem durch das Eingabeglied 142 betätigten Wegeventil des Hilfssystems (F i g. 3) verbunden.

Durch die Betätigung des Eingabegliedes 142 kann bewirkt werden, daß unter Druck stehende Flüssigkeit aus der Fluidspeichereinrichtung entweder an die Leitung 144 für das Abdriften nach links oder an die Leitung !46 für das Abdriften nach rechts abgegeben v.'ird. Aus der Leitung 144 bzw. 146 gelangt die unter Druck stehende Flüssigkeit dann in das druckmittelbetätigte Umschaltsystem. In der Stellung AUS des Eingabegliedes 142 wird ein Eintritt von unter Druck stehender Flüssigkeit sowohl in die Leitung 144 als auch in die Leitung 146 verhindert. Zu diesem Zweck kann dem Eingabeglied 142 ein Absperrventil zugeordnet oder eine Rücklaufleitung 148 vorgesehen sein, welche die Leitung 140 über die nachstehend beschriebene Leitung 179 mit dem Behälter 20 verbindet. Da das Eingabeglied 142 gewöhnlich auf der Brücke, im Ruderhaus oder einer anderen Stelle angeordnet wird, an der sich mehrere Personen befinden, kann die Leitung 140 an das von dem Eingabeglied 142 betätigte Wegeventil Flüssigkeit unter einem Druck abgeben, der niedriger ist als der in der Fluidspeichereinrichtung herrschende Flüssigkeitsdruck und beispielsweise nur etwa 10% desselben beträgt. Der Druck in der Leitung 140 wird mittels des darin vorgesehenen Druckminderventils 150 auf diesen gewünschten Wert herabgesetzt. Zwischen der Leitung 140 und dem Behälter 20 kann ferner ein Sicherheitsventil 152 eingeschaltet sein, das beispielsweise mit der vorstehend beschriebenr.a Leitung 179 verbunden ist und Flüssigkeit aus der Leitung 140 ableitet, wenn der Druck einen vorherbestimmten Wert überschreitet, der z. B. 10 bis 20% höher ist als der in der Leitung 140 gewünschte, verminderte Druck.

In der Nähe des von dem Eingabeglied 142 betätigten Wegeventils kann an die Leitung 140 zweckmäßig ein Manometer 154 angeschlossen sein, das eine Kontrolle des Druckes in der Leitung 140 und damit der Dichtheit des Hilfssystems ermöglicht.

Von den Druckspeichern 36 bzw. der von dem Motor 26 angetriebenen Pumpe 24 wird ständig unter Druck stehende Flüssigkeit an das von dem Eingabeglied 142 betätigte Wegeventil abgegeben. Infolgedessen kann die unter Druck stehende Flüssigkeit nicht nur in der nachstehend beschriebenen Weise für den Betrieb des Hilfssystems, sondern auch für dessen Inbetriebnahme verwendet werden.

Jede der Leitungen 144 und 146 für das Abdriften nach links bzw. nach rechts ist mit einem druckmittelbetätigten, gemeinsamen Umschaltventil 154 und mit einem druckmittelbetätigten Steuerventil 156 verbunden. Die Leitung 144 ist mit dem Steuerzylinder 158 des Umschaltventils 154 über die Leitungen 160 und 162 verbunden. Die Leitung 146 ist mit dem SteuerzvJinder 158 über die Leitungen 160 und 164 verbunden, in beiden Leitungen 162 und 164 ist je ein Rückschlagventil 162a bzw. 164a angeordnet, das eine Strömung nur in der durch die Pfeile in F i g. 3 angedeuteten Richtung gestatet, damit keine Flüssigkeit aus einer der Leitungen 144 und 146 in die andere zurückströmen kann. Ferner ist die Leitung 144 für das Abdriften nach links direkt mit dem Steuerzylindei 166 des Steuerventils 156 und die Leitung 146 für das Abdriften nach rechts direkt mit dem Steuerzylinder 168 des Steuerventils 156 verbunden.

Jede der beiden Leitungen 144 und 146 ist ferner über eine Leitung 144a bzw. 146a mit der Leitung 145 verbunden, die ihrerseits mit dem Steuerzylinder H für das Stromventil 52 verbunden ist — siehe0in den Fig. 1,2 und 3 —. Ferner sind die Leitungen 144a und 146a mit je einem Rückschlagventil 147 versehen. Diese Rückschlagventile 147 verhindern, daß Druckmittel aus einer der Leitungen 144 und 146 in die andere strömt.

Das Stromventil 52 steuert den Strom der Flüssigkeit

:o in der Leitung 1363, die an ihrem einen Ende über die Leitung 138 mit der Fluidspeichereinrichtung und an ihrem anderen Ende mit dem Verteiler 170 verbunden ist, der über die Leitung 174 mit dem Umschaltventil 154 und über die Leitung 176 mit dem Steuerventil 156 verbunden ist.

Wie die vorstehend beschriebenen Leitungen 54 und 56 sind auch die Leitungen 174 und 176 mit Stromventilen 175 bzw. 177 versehen.

Das Umschaltventil 154 ist über die Ablaufleitung 178 und die Sammelleitung 179 — siehe ® in den Fig. 1, 2 und 3 — mit dem Behälter 20 verbunden. Auf der den Leitungen 174 und 178 entgegengesetzten Seite sind an das Umschaltventil 154 die Leitungen 180 und 182 angeschlossen, die zu dem Verteiler 66 bzw. der Sammelleitung 80 führen — siehe ©und ©in den Fig. 1,2 und 3 —. Das Umschaltventil 154 ähnelt somit dem anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Umschaltventil 60, wird aber nicht elektrisch sondern durch ein Druckmittel betätigt, da die Strömungsmittelverbindung über den Weg 154a und über den Weg 1540 durch den druckmittelbetätigten Steuerzylinder 158 gesteuert wird.

Das Steuerventil 156 ähnelt dem vorstehend anhand der F i g. 1 und 2 beschriebenen Steuerventil 58, wird aber nicht elektrisch, sondern durch ein Druckmittel betätigt. Das Steuerventil 156 besitzt einen Sperrweg 156a, einen Durchflußweg 156fc für das Abdriften nach rechts und einen Durchflußweg 156c für das Abdriften nach links. Diese Wege ähneln den Wegen 58a, 58t bzw. 58c.

Bei einer nicht dargestellten Variante entfallen die Leitung 136a und die Ventilanordnung H, 52 sowie die Leitungen 144a, 146a und 145 und kann die Leitung 136 mit der Leitung 140 und dem Verteiler 170 verbunden werden, weil die Sperrwege 154a und 156a verhindern, daß das Hilfssystem durch Druckmittelwirkung in Betrieb genommen wird. Die an Hand der F i g. 3 beschriebene Ausführungsform wird jedoch bevorzugt, weil die Ventilanordnung H, 52 einen zusätzlichen Schutz vor einer unbeabsichtigten Inbetriebnahme des druckmittelgesteuerten Hilfssystems im Falle eines Leckens oder vollständigen Ausfalls eines der Sperrwege 154 und 156a bietet.

Es versteht sich ferner, daß die Kapazität des druckmittelgesteuerten Hilfssystems von der Druckmittelmenge abhängt, die von der Fluidspeichereinrichtung zugeführt werden kann. Nach einem Ausfall der Pumpe 24 und des Motors 26 ist eine Ruderbetätigung durch das Hilfssystem nur nach Maßgabe des in den Druck-

speichern 36 gespeicherten Druckmittels möglich. Es ist aber selbst bei einem Ausfall praktisch aller Systeme des Schiffes eine Notbetäiigung der Ruderanlage möglich, weil sowciil die Inbetriebnahme des Hilfssystems als auch die durch dieses bewirkte Kursbeeinflussung·; vollständig mit Hilfe des gespeicherten, unter DrucK stehenden Druckmittels herbeigeführt werden können.

Wenn die Störung im Hauptsystem oder eine andere Ursache für den Ausfall desselben behoben ist, kann das Hauptsystem die Ruderbetätigung wieder übernehmen und dies kann beispielsweise durch handbetätigbare Rücksteller erfolgen, die je einem der Steuerzylinder 72a, 74a, 92a und 94a zugeordnet sind und durch deren Betätigung die Absperrventile 72c, 74c, 92c und 94c geöffnet werden, so daß die Hubkolbenzylinder wieder mit dem Hauptsystem verbunden werden. Den Steuerzylindern 116a, 118a, 120a und 122a sind ebenfalls handbetätigbare Rücksteller zugeordnet, durch deren Betätigung die Absperrventile 116c, 118c, 120c und 122c geschlossen werden, so daß das Ventil 38 oder 156 des Hilfssy- ω stems von den Hubkolbenzylindern abgekoppelt wird.

Zum Rückstellen des druckmittelbetätigten Umschaltventils 154 kann ebenfalls ein geeigneter, handbetätigbarer Rücksteller vorgesehen sein oder eine in dem Ventil 154 eingebaute Rückstellfeder, wobei der Zylinder 158 durch einen in dem Ventil 154 vorgesehenen Ablaufkanal mit der Leitung 178 verbunden ist. Durch das Rückstellen des Ventils 154 erfolgt eine Strömungsmittelverbindung über den Weg 154a. Den Steuerzylinde^rn 166 und 168 sind ebenfal·.- handbetätigbare Rück-■jteller oder vorzugsweise interne Ablaufkanäle in dem Steuerventil 156 zugeordnet, durch dessen Rückstellung eine Strömungsmittelverbindung wieder über den Weg 156a hergestellt wird. Auch die Magnetventile 58 und 60 können durch darin eingebaute Rückstellfedern automatisch zurückgestellt werden, wenn die Steuermagnete SOL stromlos sind.

Das Abkoppeln der Leitungen des Hüfssystems von der Ruderanlage und das Wiederverbinden des Hauptsystems mit der Ruderanlage erfolgen zweckmäßig mittels des Umschaltventils 60 oder 154.

Das Umschaltventil 154 kann einen in F i g. 3 strichpunktiert angedeuteten Umiaufweg 154c aufweisen, der beispielsweise mit einem nicht gezeigten, handbetätigbaren Steller oder einem druckmittelgespeisten Steuerzylinder 158 einstellbar ist, der mit einem Bedienungselement 159 und einer Druckmittelquelle, z. B. der wieder arbeitenden Pumpe 24 und des Motors 26 verbunden ist.

Wenn die Betätigung der Ruderanlage wieder von dem Hauptsystem übernommen werden soll, wird der Umlaufweg 154cdes Vorsteuerventils 154 eingestellt, so daß der Kanal 155cdie Leitungen 174 und 182 miteinander verbindet und der Kanal 155c/die Ablaufleitung 178 mit der Leitung 180 verbindet. Daher strömt Flüssigkeit aus der Fluidspeichereinrichtung über die Leitung 170 und den Verteiler 80 in die Leitungen 78. 98, 76 und 96 und von diesen in die entsprechenden Räume der Zylinder 72a, 74a, 92a und 94a, so daß die Absperrventile 72c, 74c, 92c und 94c geöffnet werden, und in die entsprechenden Räume der Zylinder 120c, 118a, 116a und 122s, so daß die Absperrventile 120c, 118c, 116c und 122c geschlossen werden.

Dabei kann in den verschiedenen Zylindern verbliebene Flüssigkeit über die Leitungen 68, 70, 88 und 98 in die Sammelleitung 66 gelangen und von dieser über die Leitung 180, den Kanal 155c/und die Leitungen 178 und 179 in den Behälter zurücklaufen. Nach dem Schließen bzw. Öffnen der Absperrventile wird wieder eine Str jmungsmittelverbindung über den Weg 154a des Vorsteuerventils 154 hergestellt.

Zwischen der Zulauf- und der Ablaufleitung jedes Absperrventils des Umschaltsystems sind zweckmäßigerweise Entlastungsventile 210 angeordnet, die im Falle einer Beschädigung eines dieser Absperrventile oder bei einer unbeabsichtigten Betätigung derselben einen manuellen Eingriff in die Steuerung gestatten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hilfssystem zur Betätigung einer fluidbetriebenen Ruderanlage für Schiffe und Boote mit einem Umschaltsystem vom Hauptsystem auf das unabhängige Hilfssystem, einer vom Hauptsystem gesonderten Energieversorgung für das Hilfssystem und einem Steuerventil für den Ruderantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung für das Hilfssystem über eine Fluidspeichereinrichtung, die mittels einer Pumpe (24) aufladbar ist, oder über die Pumpe (24) direkt erfolgt

2. Hilfssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidspeichereinrichtung mehrere parallel geschaltete Druckspeicher (36) umfaßt.

3. Hilfssystem nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid zur Energieversorgung für das Hilfssystem Drucköl ist

4. Hilfssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß das Umschaltventü (60) und/oder das Steuerventil (58) des Ruderantriebs (10) mittels der Energieversorgung für das Hilfssystem ansteuerbar sind.

5. Hilfssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (60) und/oder das Steuerventil (58) des Ruderantriebs (10) elektrisch ansteuerbar sind.

6. Hilfssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Hilfssysteme nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfaßt