DE3022342A1 - Schiffs-rudermaschine mit notsteuereinrichtung - Google Patents

Schiffs-rudermaschine mit notsteuereinrichtung

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DE3022342A1 DE19803022342 DE3022342A DE3022342A1 DE 3022342 A1 DE3022342 A1 DE 3022342A1 DE 19803022342 DE19803022342 DE 19803022342 DE 3022342 A DE3022342 A DE 3022342A DE 3022342 A1 DE3022342 A1 DE 3022342A1
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/08Steering gear
    • B63H25/12Steering gear with fluid transmission

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schiffs-Rudermaschine, insbesondere auf eine Maschine, die sowohl eine Haupt- wie eine Notsteuereinrichtung aufweist.
Herkömmliche Steuer- oder Rudermaschinen enthalten Stellantriebe der vierzylindrigen Bauart mit zwei Kolben, die zwei oder mehr Antriebseinheiten aufweisen, von denen jede aus einer Hydraulikpumpe, einem Pumpenantriebsmotor usw. besteht, oder Stellantriebe der zwei-zylindrigen Bauart mit einem Kolben oder der Drehflügelbauart, wobei aber all diese Bauarten für den Notfall keine mit hydraulischem Druck arbeitende Nachfüll- oder -fördereinrichtung besitzen. Wenn irgendeine der mit dem Stellantrieb verbundenen Rohrleitungen, Kupplungen, Stellantriebspackungen od. dgl. einen ernsten Schaden erlitten hat, so tritt konsequenterweise eine Leckage der Hydraulikflüssigkeit, z. B. Öl, an der betreffenden Leitung oder dem jeweiligen Stellantrieb ein. Eine Verzögerung im Auffinden des Schadens oder in der Ausführung entsprechender Schritte gegen diesen kann zu einer vollständigen Steuerunmöglichkeit für das Schiff durch Entleerung des Ölbehälters führen.
Die Sache wird noch dadurch verschlimmert, daß ein solcher Fehler im Hydrauliksystem meist bei äußerst schlechtem Wetter auftritt. Wenn das der Fall ist, dann wird das Ruderblatt, das den starken Wellen ausgesetzt ist, nicht länger vom Stellantrieb - aufgrund des Ölverlusts in der Rudermaschine - festgehalten, vielmehr gerät es außer Kontrolle und ist den starken Wellen preisgegeben. Die Ausführung einer Reparatur des Schadens oder die Bergung in dieser Situation schließt große Gefahren ein. Eine Verzögerung in der Bergung kann zu einem großen, schwerwiegenden Schaden führen, der über das Schicksal des Schiffs entscheidet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schiffsrudermaschine zu schaffen, die mit einer Notsteuereinrichtung versehen ist, welche bei Eintritt des oben erwähnten Fehlfalles dem Stellantrieb die hydraulische Flüssigkeit innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes wieder zuführen kann, um das Ruderblatt wieder in einen hydraulisch nahezu festgelegten oder gesicherten Zustand zu bringen.
Es soll ferner erfindungsgemäß erreicht werden, daß bei einer mit einer solchen Notsteuereinrichtung versehenen Rudermaschine, nachdem das Ruderblatt in den nahezu gesicherten Zustand gebracht worden ist, eine Entlüftung des Stellantriebs in sicherer Weise möglich ist, um die Steuerbarkeit des Schiffs wiederzugewinnen, wobei weiterhin eine leicht zu bedienende, in hohem Maß zuverlässige und im Betrieb wirksame Notsteuereinrichtung angestrebt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer mit einer Notsteuereinrichtung versehenen Rudermaschine dadurch gelöst, daß ein Not-Umsteuerventil vorhanden ist, das in der Lage ist, eine Hydraulikflüssigkeit (z. B. Öl) einer Mehrzahl von Druckkammern eines Stellantriebs für eine hydraulische Rudermaschine über Rückschlagventile und Absperrventile zuzuführen, wobei ein Druckbegrenzungsventil so ausgelegt ist, daß es einen gewünschten Förderdruck festlegt, und so in Leitungen angeordnet ist, daß das durch das Umsteuerventil, die Rückschlag- und Absperrventile zuzuführende Öl zwangsweise die Luftvolumina in den Druckkammern vermindert und damit das Ruderblatt in einem im wesentlichen hydraulisch verriegelten oder festgelegten Zustand hält.
Die Schiffs-Ruder- oder Steuermaschine enthält einen hydraulischen Steuermaschinen-Stellantrieb mit einer Mehrzahl von Druckkammern und eine Hauptsteuereinrichtung. Sie enthält ferner eine aus einer Notpumpeinheit, aus diese mit den Druckkammern verbindenden Notölleitungen, aus einem in den Leitungen angeordneten, zur Nachspeisung von Öl zu den Druckkammern über Rückschlag- und Absperrventile dienenden Notumsteuerventil und aus einem Speisedruckbegrenzungsventil, das in der Lage ist, einen gewünschten Speisedruck festzusetzen, um zwangsläufig die Luftvolumina in den Druckkammern zu vermindern und damit das Ruderblatt in einem hydraulisch festgelegten Zustand zu halten, bestehende Notsteuereinrichtung. Das Notumsteuerventil ist für die Förderung auf die Notölleitungen bestimmt.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen hydraulischen Schaltkreis einer Schiffs-Rudermaschine der vierzylindrigen Bauart mit zwei Kolben, die mit einer Notsteuereinrichtung gemäß der Erfindung versehen ist;
Fig. 2 einen hydraulischen Schaltkreis einer Schiffs-Rudermaschine der Drehflügelbauart mit einer Notsteuereinrichtung gemäß der Erfindung.
In beiden Figuren ist aus Gründen der Vereinfachung die Hauptsteuereinrichtung bekannter Bauart, die mit der Notsteuerung gemäß der Erfindung verbunden ist, weggelassen worden.
Gemäß Fig. 1 ist der Ruderschaft 40 zur Drehung des Ruderblatts mit einer zweiarmigen Ruderpinne 41 fest verbunden, so daß die geradlinige Bewegung der Tauchkolben 42, 43 in eine Drehbewegung durch die Pinne 41 umgesetzt wird. Die Zylinder NO. 1 - 4 (Cy. NO. 1 - 4) sind Hydraulikzylinder, um die Tauchkolben 42, 43 gerade vor- und zurückzubewegen.
Die Hydraulikzylinder NO. 1 - 4 sind mit Hydraulikrohrleitungen 1 - 4 zur Notsteuerung - neben den Hauptsteuerleitungen - versehen. In den jeweiligen Leitungen 1 - 4 sind Absperrventile V1 - V4 angeordnet, die ihrerseits mit Ölleitungen 5, 6 verbunden sind, welche wiederum durch ein Druckbegrenzungsventil R1 in Verbindung stehen. Die Absperrventile V1 - V4 sind nur im Fall der Notsteuerung geöffnet.
Um den Hydraulikzylindern wieder Arbeitsflüssigkeit (ÖL) zuzuführen, ist ein handbetätigtes Umsteuer- oder Wegeventil D1 vorgesehen. Das Ventil D1 und die Leitungen 5, 6 sind über die Leitungen 7, 8, 11 und 12 verbunden. Zwischen den Leitungspaaren 7, 11 und 8, 12 sind jeweils die Sperr- oder Rückschlagventile C2 bzw. C3 angeordnet. Das Wegeventil D1 hat zwei Betriebsstellungen, wobei die Stellung D1 - 1 die Speise- oder Ladestellung, die Stellung D1 - 2 die Umgehungs- oder Bypass-Stellung ist.
Das Umsteuerventil S.D. besteht aus einem magnetbetätigten Ventil X und einem hydraulisch vorgesteuerten Ventil Y. Dieses Ventil S.D. kann das handbetätigte Wegeventil, wenn es nötig ist, ersetzen.
Die Öffnungen A, B des Ventils Y sind jeweils mit den Ölleitungen 5, 6 über die Leitungen 13 und 14, die Absperrventile V5 und V6 sowie die Leitungen 9 und 10 verbunden. Ein Bypass-Ventil V7 dient der Umgehung der Leitungen 5 und 6.
Eine weitere Öffnung P des Ventils Y führt über eine Ölleitung 16, ein Rückschlagventil C1 und Leitungen 17, 18 zu einer Pumpe PF1 einer Duplexpumpe für Notförderung. Die letzte Öffnung T führt über eine Leitung 15, ein Absperrventil V8, die Ölrücklaufleitungen 24, 25, 26 und 27 des handbetätigten Speise-Wegeventils D1 und den Filter F zu einem Ölbehälter 37'. Zwischen den Leitungen 15 und 25 ist ein Speisedruckbegrenzungsventil R4 angeordnet.
Steuerleitungen 21, 22 des Ventils Y sind mit Öffnungen A, B des magnetbetätigten Ventils X verbunden. Von einer weiteren Öffnung P des Ventils X führt eine Leitung 20 zu einer Leitung 17, wobei die Verbindungsstelle nahe am Rückschlagventil C1 liegt. Auf diese Weise liefert der Öffnungsdruck des Rückschlagventils C1 einen ausreichend hohen Druck, um das hydraulisch vorgesteuerte Ventil Y zu betätigen. An der letzten Öffnung T des magnetbetätigten Ventils X ist eine Leitung 23 angeschlossen, deren anderes Ende mit der Leitung 15 vereinigt ist.
Eine an die Druckseite der zweiten Pumpe PF2 der Duplexpumpe, die von einem einzigen Motor M angetrieben wird, angeschlossene Leitung 19 führt über ein handbetätigtes Wegeventil D2 zur Leitung 17. Wenn das Ventil D2 in der D2-2-Stellung ist, so steht die Druckleitung 19 über eine Umgehungs- oder Bypass-Leitung 28 mit der Rücklaufleitung 26 zum Behälter 37' in Verbindung.
Zwischen den Leitungen 17 sowie 26 ist ein Druckbegrenzungsventil R2 für die Pumpe PF1 und zwischen den Leitungen 19 sowie 26 ist ein Druckbegrenzungsventil R3 für die Pumpe PF2 angeordnet. Wenn das handbetätigte Wegeventil D2 in der D2-1-Stellung ist, so kann das Druckbegrenzungsventil R2 für beide Pumpen PF1 und PF2 arbeiten.
Die Pumpen PF1, PF2 ziehen das Arbeitsmittel (z.B. Öl) vom Behälter 37' über Saugleitungen 31, 30, 29 ab. Der Behälter 37' für die Notpumpeinrichtung enthält eine ausreichende Menge an Öl, um irgendeinen Verlust an Flüssigkeit vom Rudermaschinen-Stellantrieb zu ersetzen.
Die Hydraulikzylinder NO. 1 - 4 sind jeweils mit Entlüftungsventilen E1 - E4 ausgestattet, die ihrerseits mit einem Ölbehälter 38' für die Pumpeinrichtung der Hauptrudermaschine über Entlüftungsleitungen 32 - 36 und 38 sowie ein Absperrventil E5 in Verbindung sind. Ferner sind diese Entlüftungsventile mit dem Ölbehälter 37' der Notpumpeinrichtung durch ein Absperrventil E6 und eine Entlüftungsleitung 37 verbunden.
Obwohl der hydraulische Kreis zur Hauptsteuerung nicht gezeigt ist, so ist dem Fachmann klar, daß dieser Kreis von bekanntem Aufbau zum dargestellten und hier beschriebenen hydraulischen Notkreis parallel liegt.
Es wird nun angenommen, daß eine zu den Zylindern NO. 1 - 4 führende Ölleitung der Hauptsteuerung ernsthaft beschädigt worden ist und daß ein Ölausfluß aus dem Hauptölbehälter sowie dem Leitungssystem einschließlich dieser Zylinder in den Rudermaschinenraum erfolgt ist, wobei das Ruder nicht länger unter Kontrolle, sondern den starken Wellen preisgegeben ist. Der dann zum Inbetriebsetzen der Notsteuerung einzuschlagende Vorgang wird nachstehend beschrieben.
1. Erster Schritt (Nachspeisen von Öl)
Bei diesem Schritt werden für eine sofortige Unterbrechung der Verbindung zwischen dem beschädigten Teil und den Hydraulikzylindern NO. 1 - 4 die (nicht gezeigten) in den Hauptsteuerölleitungen zu den Hydraulikzylindern angeordneten Absperrventile - manchmal sind sie auch an den Zylindern selbst angebracht - geschlossen, und es werden die Absperrventile V1 - V4 für die Notsteuerung geöffnet.
Anschließend werden das Wegeventil D1 in die Bypass-Stellung D1 - 2 und das Wegeventil D2 in die Speisestellung D2 - 1 gebracht, worauf der Motor M in Betrieb gesetzt wird. Sobald der Lauf des Motors M sich bei einer konstanten Geschwindigkeit stabilisiert hat, wird das handbetätigte Ventil D1 in die Speisestellung D1 - 1 gebracht, so daß über die Pumpen PF1 und PF2 die Speisung eingeleitet wird. Zu dieser Zeit wird das Ruderblatt von den heftigen Wellen hin- und hergeworfen, das Öl wird jedoch in Richtung auf die dafür am meisten aufnahmefähige Druckkammer gefördert, ohne daß der starken Bewegung des Ruderblatts Widerstand entgegengesetzt wird.
Der Raum innerhalb eines jeden der Hydraulikzylinder NO. 1 - 4 ist anfangs zum größten Teil mit Luft gefüllt. Da jeder Zylinder mit Öl gefüllt wird, wird die Luft in dem Raum vom Förderdruck zusammengepreßt, bis ihr Volumen plötzlich auf den Gegenwert des Förderdrucks abfällt. Selbstverständlich verhindern die Rückschlagventile C2 und C3, daß Öl, das einmal in den Zylinder eingefördert wurde, wieder nach außen hin austritt.
Somit wird etwa zu der Zeit, da der Förderdruck gleich dem Einstelldruck eines Speisedruckbegrenzungsventils R4 wird, die Bewegung des Ruderblatts scharf auf das dem unter Förderdruck befindlichen Luftvolumen entsprechende Ausmaß herabgesetzt. Das Ruderblatt ist nun nahezu vollständig hydraulisch festgelegt.
Wenn der Förderdruck eine Höhe erreicht, die dem Einstelldruck des Speisedruckbegrenzungsventils R4 äquivalent ist, so wird der nächste Schritt unternommen.
2. Zweiter Schritt (Entlüften)
Nachdem das Ruderblatt durch Schließen der Absperrventile V1, V2 der Zylinder NO. 1 und 2 hydraulisch festgelegt ist, werden die Entlüftungsventile E3, E4 der Zylinder NO. 3 und 4 geöffnet, um mit dem Entlüften dieser beiden Zylinder zu beginnen. Währenddessen wird das Wegeventil D1 für die Speisung in der Stellung D1 - 1 gehalten.
Im Anschluß an die Beendigung des Entlüftens werden die Entlüftungsventile E3, E4 und die Absperrventile V3, V4 der Zylinder NO. 3 und 4 geschlossen. Hierauf werden die Absperrventile V1, V2 der Zylinder NO. 1 und 2 gleichzeitig mit dem Öffnen der Entlüftungsventile E1, E2 geöffnet, um die Zylinder NO. 1 und 2 zu entlüften.
Nach dem Entlüften der Zylinder NO. 1 und 2 werden lediglich die Entlüftungsventile E1, E2 geschlossen und die Absperrventile V3, V4 werden geöffnet, während die Absperrventile V1, V2 offen gehalten werden; das handbetätigte Speise-Wegeventil D1 wird in die Stellung D1 - 2 zurückgeführt.
Wenn irgendwann während des Entlüftens festgestellt wird, daß die im Behälter 37' für die Notpumpeinrichtung enthaltene Ölmenge unzureichend ist, so kann das beim Entlüften ausgeflossene Öl zurück zum Ölbehälter 37' geleitet werden, indem das Absperrventil E5 geschlossen, das Absperrventil E6 geöffnet wird.
3. Dritter Schritt (Notsteuerung)
Die Absperrventile V5, V6 werden geöffnet und das magnetbetätigte Ventil X wird entweder unter elektrischer Nicht-Nachlaufsteuerung oder von Hand im Steuermaschinenraum, durch einen Rudergänger oder Steuermann im Steuermaschinenraum oder auf der Brücke, verstellt, während die Anzeigevorrichtung oder der Ruderlageanzeiger beobachtet wird. Auf diese Weise wird eine Verbindung zwischen der Öffnung P des hydraulisch vorgesteuerten Ventils Y und entweder der Öffnung A oder der Öffnung B des Ventils hergestellt, um die Zweipunktregelung der Rudermaschine in der Back- oder Steuerbordrichtung zu bewerkstelligen.
In diesem Fall bleibt das Absperrventil V8 offen. Die Geschwindigkeit des Schiffs sollte überwacht werden, damit der in irgendeinem der Zylinder NO. 1 - 4 erzeugte Druck nicht größer ist als der Einstelldruck des Druckbegrenzungsventils R3.
Bisher wurde der Betrieb mit einem vierzylindrigen Stellantrieb mit zwei Tauchkolben beschrieben. In dem Fall, da der Stellantrieb nur zweizylindrig mit einem Kolben arbeitet, wenn z. B. eine Packung des Zylinders NO. 3 beschädigt worden ist oder wenn dieser Zylinder von der beschädigten Leitung nicht abgetrennt werden kann, weil Absperrventile zu den Hauptsteuerungsleitungen an den Hydraulikzylindern fehlen, dann erfolgt der Betrieb in der nachstehend beschriebenen Weise.
1. Erster Schritt (Nachspeisen von Öl)
Die (nicht gezeigten) Absperrventile der Ölleitungen der Hauptsteuerung für die Zylinder NO. 1 und 2, welche benutzt werden können, werden geschlossen, während zur gleichen Zeit die Hauptsteuerungsleitungen für die Zylinder NO. 3 und 4 durch Öffnen von (nicht gezeigten) Bypass-Ventilen auf den Bypass- oder Umgehungszustand gesetzt werden. In diesem Zustand werden lediglich die Absperrventile V1, V2 geöffnet, während die Absperrventile V3, V4 für Notsteuerung geschlossen bleiben; das handbetätigte Wegeventil D1 wird in die Speisestellung D1-1 gebracht, um in die Zylinder NO. 1 und 2 Öl einzufördern. Das Wegeventil D2 bleibt in der D2-1-Stellung.
Wenn der Förderdruck die Höhe des Einstelldrucks am Druckbegrenzungsventil R4 erreicht hat, dann nimmt die ungehinderte Bewegung des der rauhen See preisgegebenen Ruderblatts merkbar ab. Deshalb wird das Wegeventil D1 in die D1-2-Stellung zurückgeführt, das Absperrventil
<NichtLesbar>
wird geschlossen und die Absperrventile V5, V6 werden geöffnet.
2. Zweiter Schritt (Entlüften)
Nach Abschluß der oben beschriebenen Vorbereitungen wird das handbetätigte Wegeventil D2 in die D2-2-Stellung gebracht, damit das von der Pumpe PF2 geförderte Öl einen Umgehungsweg nehmen kann, und unmittelbar hierauf wird das magnetbetätigte Ventil X langsam fortschreitend von Hand betätigt, um die Entlüftungsventile E1, E2 zu öffnen, so daß ein Luftaustritt herbeigeführt wird. Über den gesamten Entlüftungszeitraum hinweg wird das Absperrventil V8 geschlossen gehalten, und in der Rücklaufleitung 15 wird durch das Speisedruckbegrenzungsventil R4 ein konstanter Gegendruck aufrechterhalten. Hieraus folgt, daß die Möglichkeit einer starken Bewegung des Ruderblatts durch die Restluft in den Zylindern vermieden wird; das Entlüften kann in sicherer Weise bewerkstelligt werden.
3. Dritter Schritt (Notsteuerung)
Nach dem Entlüften wird das Absperrventil V8 geöffnet, und es wird, während das handbetätigte Wegeventil in der D2-2-Stellung gehalten wird, eine einzelne Seitensteuerung durch den Hub des Tauchkolbens in den Zylindern NO. 1 und 2 ausgeführt. Diese Steuerung geht durch Schalten des magnetbetätigten Ventils X entweder durch elektrische Fernsteuerung von der Brücke bzw. vom Steuermaschinenraum oder von Hand im Steuermaschinenraum vor sich.
In diesem Fall wird das in die Zylinder NO. 1 und 2 eintretende Öl lediglich von der Pumpe PF 1 gefördert und deshalb ist der Öldruck annähernd verdoppelt. Folglich wird, auch wenn die Geschwindigkeit des Schiffs die gleiche bleibt wie bei dem vierzylindrigen Stellantrieb mit zwei Kolben, kein Manko in der Antriebsleistung auftreten.
Wenn Packungen der Hydraulikzylinder nicht beschädigt sind, sondern irgend ein anderes Teil, dann kann das Ruderblatt hydraulisch festgelegt werden, indem andere Hilfsmittel, z.B. Blindflansche, zur Anwendung kommen, auch wenn das beschädigte Teil von den Zylindern nicht durch die Absperrventile von den Hauptsteuerungsleitungen abgetrennt werden kann. Alternativ kann ein provisorischer Bypass-Kreis mittels Schnellverbindungen od. dgl. unter Verzicht auf das Absperrventil V8 vorgesehen werden.
Die Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit einem Drehflügelstellantrieb.
Die gezeigte Notsteuereinrichtung kann in zufriedenstellender Weise auch mit einem zweizylindrigen Stellantrieb mit einem Kolben zur Anwendung kommen.
Grundsätzlich ist diese Notsteuereinrichtung die gleiche wie die in Fig. 1 gezeigte, sie weist jedoch zwei bedeutende unterscheidende Merkmale auf, nämlich einmal die Anwendung einer einzigen Pumpe anstelle der Duplexpumpe der vorherigen Ausführungsform und zum anderen das Fehlen des handbetätigten Wegeventils D2 sowie des Druckbegrenzungsventils R3. Bei einer Rudermaschine, bei der ein Stellantrieb der zweizylindrigen Bauart mit einem Kolben oder einer der Drehflügelbauart zur Anwendung kommt, oder bei einer Maschine, die für den zu wählenden Stellantrieb keine Alternative bietet, besteht keine Notwendigkeit für eine Duplexpumpe und damit für das handbetätigte Wegeventil D2 sowie das Druckbegrenzungsventil R3.
Die gezeigte Notsteuereinrichtung kann in der gleichen Weise wie diejenige von Fig. 1 betrieben werden, wenn letztere auf Grund eines Schadens mit nur einem Kolben und zwei Zylindern arbeitet.
In Fig. 2 sind Entlüftungsventile A', B', C' und D' für den Drehflügelstellantrieb vorhanden, alle anderen Bezugszeichen bezeichnen zu Fig. 1 gleiche oder gleichartige Teile.
Die mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zu erreichenden Vorteile sind folgende:
1) Während das Ruderblatt sich, den starken Wellen preisgegeben, unkontrolliert bewegt, kann Öl vom Behälter 37' der Notpumpeinrichtung prompt den Druckkammern des Stellantriebs der Rudermaschine zugeführt werden.
2) Es ist ein hydraulischer Kreis für die gleichzeitige Förderung von Öl von der Pumpe zu den Back- und Steuerbord-Druckkammern (Zylinder NO. 1 - 4) des Rudermaschinen-Stellantriebs über Rückschlagventile C2 und C3 vorgesehen. Auch ist ein Speisedruckbegrenzungsventil R4 vorhanden, um auf jede der Druckkammern einen vorbestimmten Förderdruck zu geben.
Die Folge davon ist, daß, auch wenn das Ruderblatt von den starken Wellen hin- und hergeworfen wird, Öl der am meisten dafür aufnahmefähigen Druckkammer ohne einen Widerstand gegen die Bewegung des Ruderblatts zugeführt wird. Damit wird eine Speisung durch einen Motor mit einer minimalen Ausgangsenergie erreicht. Eine geeignete Einstellung des Förderdrucks macht es möglich, das Luftvolumen in jeder Druckkammer wegen seiner Kompressibilität herabzusetzen und damit das Ruderblatt in einen nahezu hydraulisch festgelegten Zustand zu bringen. Insofern kann die Entlüftung des Stellantriebs in sicherer Weise ausgeführt werden.
3) Die Notpumpeinrichtung besteht aus einer festen Förderpumpe, und das Umsteuerventil S.D. für die Notsteuerung ist aus einem magnetbetätigten Ventil X sowie einem hydraulisch vorgesteuerten Ventil Y zusammengesetzt. Mit diesen Anordnungen kann der Rudermaschinen-Stellantrieb entweder durch unmittelbare elektrische Regelung vom Steuermaschinenraum bzw. von der Brücke oder durch Handsteuerung im Steuermaschinenraum betätigt werden. Auf diese Weise ist eine Betätigung des Rudermaschinen-Stellantriebs möglich, so daß das Ruder beispielsweise bis zu einem Winkel von 15° nach rechts oder links in einer Zeitspanne von 60 Sekunden bei einer Schiffsgeschwindigkeit von sieben Knoten oder bei halber Maximalgeschwindigkeit, je nachdem welche die höhere ist, arbeitet.
4) Weil die Pumpenanlage aus einer Doppelförderpumpe oder aus zwei von einem einzigen Motor getriebenen Pumpen bestehen kann, kann die unter 3) dargelegte Fähigkeit mit einem minimalen Erfordernis an Antriebskraft voll entfaltet werden, und zwar entweder im Einkolben- oder im Zweikolbenbetrieb (einschließlich einzel- oder doppeltwirkendem Betrieb bei Anwendung eines doppeltwirkenden Zylinders oder von solchen Zylindern). Bei Betriebsbeginn können die Druckleitungen auf Bypass zum Behälter geschaltet werden, indem das Speise-Wegeventil D1 in die Bypass-Stellung gebracht wird. Das erlaubt ein Starten ohne Last und die Anwendung eines Notdynamos mit der geringst notwendigen Leistung.
5) Wenn lediglich ein Stellantrieb zur Bewegung des Ruders zu nur einer gegebenen Richtung hin verfügbar ist, wie das bei der Rudermaschine mit einem zweizylindrigen Stellantrieb mit einem Kolben oder mit einem Drehflügelstellantrieb der Fall ist, wird das Absperrventil V8 geschlossen, um das Öl auf seinem Weg zurück zum Behälter durch das Speisedruckbegrenzungsventil R4 zu leiten. Auf diese Weise wird der Stellantrieb für die Rudermaschine unter einem konstanten Gegendruck, der dem vom Begrenzungsventil eingestellten Förderdruck gleichwertig ist, betrieben, weshalb das Entlüften des Stellantriebs leicht und sicher ausgeführt werden kann, während das Ruderblatt an einer Bewegung unter dem Einfluß der Wellen gehindert ist.
Nachstehend werden einige Anwendungsformen des Erfindungsgegenstandes kurz erläutert:
a) Eine Schiffs-Rudermaschine, die mit einer Notsteuerung versehen ist, weist einen Hydraulikkreis auf, welcher in der Lage ist, rasch die Hydraulikflüssigkeit (z.B. Öl) den Druckkammern (Hydraulikzylinder oder Drehflügelkammern) des Stellantriebs über Rückschlagventile C2, C3 bis zu einem geeignet durch ein Speisedruckbegrenzungsventil R4, das zur Festlegung des Förderdrucks bestimmt ist, eingestellten Förderdruck zuzuführen; der Hydraulikkreis enthält ein handbetätigtes Wegeventil D1 für die Speisung, dessen Einfachhubschaltung es möglich macht, zwangsläufig das Luftvolumen im Stellantrieb mittels des Förderdrucks zu vermindern und das Ruderblatt in einem nahezu hydraulisch festgelegten Zustand zu halten.
b) Eine Schiffs-Rudermaschine, die mit einer Notsteuerung versehen ist, weist ein zwischen das handbetätigte Wegeventil D1 und eine Leitung 15 für den Ölrücklauf zur Pumpe geschaltetes Absperrventil V8 auf, um immer den Rücklauf von Öl durch das Speisedruckbegrenzungsventil R4 sicherzustellen, wobei für die zweizylindrige Bauart mit einem Tauchkolben oder für die Drehflügelbauart oder für die vierzylindrige Bauart mit zwei Kolben einer Rudermaschine, bei welcher ein Zylindersatz nicht gebrauchsfähig ist, d. h. in dem Fall, da anderweit ein Entlüften mit hydraulisch festgelegtem Ruderblatt wie bei der vorherigen Ausführungsform nicht möglich ist, ein Entlüften leicht und in sicherer Weise ausgeführt werden kann.
c) Eine Schiffs-Rudermaschine, die mit einer Notsteuerung versehen ist, weist eine an einen einzigen Motor angeschlossene Duplexpumpe PF1, PF2 (oder zwei Pumpen), ein Niederdruckbegrenzungsventil R3, das zum Einsatz kommt, wenn die kombinierte Förderung der beiden Pumpen notwendig ist, und ein Hochdruckbegrenzungsventil R2, das zum Einsatz kommt, wenn die Förderung einer jeden Pumpe allein verlangt wird, wobei eine der Pumpen, wenn es notwenig ist, durch ein handbetätigtes Wegeventil D2 zum Ölbehälter umgangen werden kann, auf. Diese Anordnung ist dafür gedacht, die Motorantriebskraft und die erforderliche Dynamoleistung zu minimieren, weil im Vergleich mit der Anwendung der gesamten Zylinder, wie bei der vierzylindrigen Rudermaschine mit zwei Kolben, die Anwendung von nur einem Zylindersatz nur die halbe Pumpenleistung der erstgenannten erfordert, um die gleiche Steuergeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, selbst wenn im letztgenannten Fall bei gleicher Schiffsgeschwindigkeit ein verdoppelter Hydraulikdruck benötigt wird.
d) Eine Schiffs-Rudermaschine, die mit einer Notsteuerung versehen ist, weist zusätzlich zu den unter a) bis c) erläuterten Anordnungen eine feste Förderpumpe und ein (magnet- oder handbetätigtes) Wegeventil auf, wodurch eine Zweipunktregelung des Stellantriebs der Rudermaschine von der Brücke oder vom Steuermaschinenraum ermöglicht wird.
Es ist klar, daß die Ausführungsformen der Erfindung nach a) bis d) selbstverständlich eine Hauptsteuereinrichtung irgendeiner bekannten Art neben der Notsteuereinrichtung enthalten.

Claims (8)

1. Schiffs-Rudermaschine mit einer Notsteuereinrichtung, gekennzeichnet durch ein Not-Wegeventil (D1), durch das Hydraulikflüssigkeit einer Mehrzahl von Druckkammern (Cy. NO. 1 - 4) eines Stellantriebs für eine hydraulische Rudermaschine über Rückschlag- und Absperrventile (C2, C3 bzw. V 1 - V 4) wieder zugeführt werden kann, und durch ein auf einen gewünschten Förderdruck einstellbares Druckbegrenzungsventil (R4), das in Leitungen (1 - 8, 11, 12) liegt, die durch das Wegeventil (D1), durch die Rückschlagventile (C2, C3) und durch die Absperrventile versorgt werden sollen, um zwangsläufig die Luftvolumina in den Druckkammern (Cy. NO. 1 - 4) zu vermindern und damit das Ruderblatt in einem im wesentlichen hydraulisch festgelegten Zustand zu halten.
2. Rudermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Notsteuerung eine Not-Pumpeinrichtung (PF1, PF2) sowie Not-Arbeitsmittelleitungen, die die Pumpeinrichtung mit den Druckkammern (Cy. NO. 1 - 4) verbinden, aufweist, daß das Not-Wegeventil (D1) in diesen Not-Arbeitsmittelleitungen zur Wiederzufuhr von Arbeitsmittel über die Rückschlag- und Absperrventile zu den Druckkammern angeordnet ist und daß das Speisedruckbegrenzungsventil (R4) in den Not-Arbeitsmittelleitungen liegt sowie in der Lage ist, einen gewünschten Förderdruck festzusetzen, um zwangsläufig die Luftvolumina in den Druckkammern (Cy. NO. 1 - 4) zu vermindern und damit das Ruderblatt in einem im wesentlichen hydraulisch festgelegten Zustand zu halten.
3. Rudermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Not-Wegeventil (D1) zwei Arbeitsstellungen, nämlich eine Speisestellung (D1 - 1) und eine Bypass-Stellung (D1 - 2) hat, und daß die Rückschlag- sowie Absperrventile (C2, C3 bzw. V1 - V4) zwischen dem Wegeventil (D1) und den Druckkammern (Cy. NO. 1 - 4) angeordnet sind.
4. Rudermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speisedruckbegrenzungsventil (R4) stromoberhalb des Not-Wegeventils (D1) angeordnet ist.
5. Rudermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wegeventil (Y) für Notsteuerung stromoberhalb des Speisedruckbegrenzungsventils (R4) derart angeordnet ist, daß das Wegeventil (Y) umschaltbar ist, um eine der Druckkammern auf der Back- oder Steuerbordseite mit Arbeitsmittel zu versorgen, während dieses von der anderen Druckkammer durch das Notsteuer-Wegeventil (Y) sowie das Speisedruckbegrenzungsventil (R4) zum Arbeitsmittelbehälter (37') zurückströmt, und daß in einem vom Not-Wegeventil (D1) gebildeten Bypasskreis ein Absperrventil (V8) angeordnet ist.
6. Rudermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (PF1, PF2) eine doppeltfördernde Pumpe oder zwei Pumpen enthält und daß die Druckleitung (18) der einen Pumpe mit derjenigen (19) der anderen Pumpe über ein Wegeventil (D2) mit einer Speise- und einer Bypass-Stellung (D2 - 1 bzw. D2 - 2) verbunden ist.
7. Rudermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rudermaschinen-Stellantrieb eine vierzylindrige Bauart mit zwei Tauchkolben hat.
8. Rudermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rudermaschinen-Stellantrieb eine Drehflügelbauart hat.
DE19803022342 1979-06-16 1980-06-12 Schiffs-rudermaschine mit notsteuereinrichtung Granted DE3022342A1 (de)

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