DE4009549C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ruderantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Ruderantrieb ist durch die DE-PS 34 42 899 bekannt. Dieser Ruderantrieb, bei dem die Ruderwelle achsversetzt zur Spindelwelle des Elektromotors angeordnet ist, hat die nachstehend aufgeführten Nachteile: Durch die konstruktiven Maßnahmen zwischen der Schraubenspindel und der Ruderwelle besteht im Stellbereich nur eine begrenzte Linearität zwischen dem Weg der Schraubenspindel und dem Ruderwinkel. Die auf das Ruder einwirkenden aerodynamischen Kräfte werden von der Ruderwelle, dem Ruderhebel, dem Zwischenhebel und die Hebellagerung in die Spindelmutter eingeleitet, was zu Verkantungen zwischen der Schraubenspindel und der Mutter führen kann. Außerdem muß die Hebellagerung das Drehmoment aus der Spindelmutter aufnehmen.

Weiterhin ist durch die DE-OS 37 02 733 eine Ruderstelleinrichtung für Lenkmunition bekannt, bei der auf einer von einem Antriebsmotor angetriebenen Spindel eine Mutter sitzt, die eine Ruderwelle antreibt. Die Mutter ist in einer Hülse geführt und mit einem Ansatz versehen, an dem die Ruderwelle angreift. Hierbei ist von Nachteil, daß die am Ansatz von der Ruderwelle angreifenden Kräfte über ein Kippmoment in der Hülse kompensiert werden müssen, weil die Kräfte außerhalb der Achse der Mutter angreifen; dabei tritt eine Verkantung der Stelleinrichtung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ruderantrieb der eingangs genannten Art ein Verkanten der Spindelmutter aus von dem Ruder herrührenden Kräften zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Ruderwelle quer zur Welle des Elektromotors in gleicher Ebene wie diese verläuft. Dadurch kann gegenüber der ebenfalls in gleicher Ebene angeordneten Hebellagerung an der Spindelmutter kein zusätzliches Moment entstehen. Auch werden die in der Hebellagerung eingeleiteten Momente und Kräfte aus dem Ruder beiderseits der Spindelmutter durch die Lagerachsen und nicht durch Verkanten der Mutter gegenüber der Spindel aufgenommen; in gleicher Weise wird auch das Drehmoment der Spindelmutter abgesetzt. Durch die gewählte Konstruktion ist im Stellbereich des Ruders der Spindelweg in Abhängigkeit vom Ruderwinkel geradlinig.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Ruderantriebes,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Ruderantrieb nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein Diagramm, in dem der Spindelweg in Abhängigkeit vom Ruder­ winkel aufgetragen ist.

Entsprechend den Fig. 1 und 2 besteht ein Ruderantrieb 1 aus einem Elek­ tromotor (E-Motor) 2, dessen Welle 3 mit einer Schraubenspindel 4 gekop­ pelt ist. Letztere arbeitet mit einer Spindelmutter 5 zusammen. Eine Ru­ derwelle 6 ist quer zur E-Welle 3 angeordnet und umfaßt letztere augen­ förmig, wobei sie sich kugelförmig erweitert. Das dadurch entstandene Kugelauge 7 ist quer durchbohrt, wobei sich die Querbohrung 8 von der Mitte aus trichterförmig erweitert. Die E-Welle 3 ist in einer Buchse 9 gelagert, auf der ein O-Ring 11 gezogen ist. An das Kugelauge 7 ist eine Hebelstange 12 angesetzt, die mit ihrem freien Ende in einem Gabelkopf 13a eines Hebels 13 gelagert ist. Der Hebel 13 erweitert sich an seinem anderen Ende zu zwei Lagerhebeln 13b, die auf an der Spindelmutter 5 be­ festigten Querstangen 14 gelagert sind. Die Querstangen 14 sind zusammen mit der Spindelmutter 5 in Lagern 15 auf Lagerachsen 16 gelagert.

Beim Einschalten des E-Motors wird die Spindelmutter 5 über die Welle 3 und die Schraubenspindel 4 in Richtung des Doppelpfeiles 17 nach links oder rechts verschoben. Dabei wird der Hebel 13 und die Hebelstange 12 in die entsprechende Richtung mitgenommen, wie es durch die Pfeile 18 angedeutet ist. Hierbei erfolgt über die Ruderwelle 6 ein Ausschlag ei­ nes hier nicht dargestellten Ruders entsprechend dem Doppelpfeil 19. Der Ruderausschlag ist in der Fig. 2 durch den Winkel α gekennzeichnet. Bei zu großem Ruderausschlag, z. B. beim Versagen von den Ausschlag be­ grenzenden Sensoren, stößt die Hebelstange gegen den O-Ring 11, der die Hebelstange 12 weich abbremst und dabei die Anschlagenergie vernichtet.

Die Gewindespindel 4 ist an ihrem Ende als Welle 21 ausgebildet und mit einem digitalen Winkelabgriff 22 verbunden. Letzterer ist als eine mit Schlitzen versehene Scheibe ausgebildet, auf der ein Sensor 23 die Um­ drehungen der Spindel mißt.

Die Fig. 3 zeigt ein Diagramm, in dem auf der Abszisse die Ruderwinkel α und auf der Ordinate der von der Spindelmutter 5 zurückgelegte Weg x als Kurve 24 aufgetragen ist (siehe auch Fig. 2). Der Ruderstellbereich, der etwa ±20° beträgt, erstreckt sich auf der Abszisse von α = 50° bis α = 90°. In diesem durch Strichelung hervorgehobenen Arbeitsbe­ reich 25 des Ruders ist eine praktisch lineare Abhängigkeit zwischen α und x zu erkennen, wie durch die Gerade 26 gekennzeichnet ist.

Claims (5)

1. Ruderantrieb mit einem Elektromotor, an dessen Welle sich ein Spindeltrieb anschließt, wobei ein beiderseits der Spindelmutter gelagerter Hebel eine quer zur Motorwelle angeordnete Ruderwelle über eine daran angelenkte Hebelstange antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruderwelle (6) in gleicher Ebene zur Welle (3) des Elektromotors (E-Motor 2) verläuft und die Ruderwelle (6) die Welle (3) des E-Motors (2) umfaßt, wobei der beiderseits an der Spindelmutter (5) gelagerte Hebel (13) an quer zur Mutter und an dieser befestigten Querstangen (14) gelagert ist, und die Mutter (5) mit den Querstangen (14) in parallel zur Gewindespindel (4) angeordneten Lagerachsen (16) gelagert und geführt ist.

2. Ruderantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beiderseits an der Spindelmutter (5) gelagerte Hebel (13) mit seinem anderen Ende einen Gabelkopf (13a) bildet, der die Hebelstange (12) mit einem Kugelauge (7) der Ruderwelle (6) verbindet.

3. Ruderantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelauge (7) zur Aufnahme der E-Motorwelle (3) eine Durchbohrung (8) aufweist, die sich von der Kugelmitte aus nach beiden Seiten trichterförmig erweitert.

4. Ruderantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die E-Motorwelle (3) eine Buchse (9) aufweist, auf der im äußeren Bereich des Kugelauges (7) ein O-Ring (11) aufgesetzt ist.

5. Ruderantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Ende der Gewindespindel (4) ein digitaler Winkelmeßabgriff (22) zur Messung der Spindelumdrehungen angeordnet ist.