DE4402557A1 - Vorrichtung zum Betreiben von hydraulisch betätigten Armaturen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben von hy­ draulisch betätigten Armaturen, insbesondere im Schiffsbau.

Auf Schiffen werden Schwenktriebe von Klappen, Stellmotore für Ventile und dgl. hydraulisch betätigte Armaturen von einer zentralen Versorgungsquelle aus mit Druckmittel versorgt, wo­ bei von Steuerschränken zu den einzelnen Armaturen, die sich in einer erheblichen Entfernung vom Steuerschrank befinden können, Rohrleitungen für das Druckmittel führen.

Die Druckmittelleitungen haben verschiedene nachteilige Aus­ wirkungen wie Kompressibilität des Druckmittels bei langen Leitungen, es können hydraulisch eingespannte Armaturen bei Belastung öffnen, es treten Leckagemöglichkeiten unter Deck und auf Deck auf, es gibt Probleme mit Umweltverschmutzung, es ist aufwendiges Spülen der gesamten Rohrleitungssysteme vor der Inbetriebnahme und nach Reparaturen nötig, und es treten Drosselverluste durch die Steuerelemente auf. Vor allem spielt die Sicherheitsrelevanz des gesamten Systems eine wesentliche Rolle.

Im Schiffbau werden teilweise ca. 80 bis 140 Armaturen von einer zentralen Versorgungsstation mit hydraulischem Druckmit­ tel gespeist. Kommt die zentrale Hauptdruckleitung zu Schaden, so ist ein Druckaufbau nicht mehr gegeben und die gesamte An­ lage ist außer Funktion.

Jedoch wird aus Gründen der Zuverlässigkeit der Schwenk- und Stellmotore unter Berücksichtigung der hohen auftretenden Stoßkräfte und -momente nach wie vor die zentrale Druckmittel­ versorgung für die verschiedenen Armaturen verwendet, da Ver­ suche mit dezentral angeordneten Elektromotoren als Antriebs­ mittel, die über ein mechanisches Getriebe die Armatur antrei­ ben, zeigten, daß diese Antriebe den Belastungen nicht stand­ hielten, insbesondere wegen der im Betrieb solcher Armaturen auftretenden Stoßkräfte. Für diese Antriebssysteme hat sich deshalb die Hydraulik durchgesetzt und behauptet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Vorteile der hydraulischen Systeme, die sich seit Jahr­ zehnten bewährt haben, eine Vereinfachung dieser Systeme zu erreichen und insbesondere die Sicherheitsrelevanz dieser Sy­ steme zu erhöhen, bei gleichzeitiger Kostenreduzierung und verbesserter Umweltverträglichkeit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß hydraulisch-elektrische Kompakteinheiten zum An­ trieb der Armaturen verwendet werden. Alle Elemente zur Betä­ tigung der Armaturen sind in die Baueinheit integriert, wobei jede Station bzw. Baueinheit eine Mini-Versorgungsquelle auf­ weist und jegliche Rohrleitungen entfallen. Auf diese Weise werden die einzelnen Armaturen dezentral mit Druckmittel ver­ sorgt, während die Ansteuerung nach wie vor zentral von einem Steuerpult aus erfolgt, jedoch über elektrische Leitungen an­ stelle der bisher gebräuchlichen Hydraulikrohrleitungen.

Mit diesen dezentralen Kompakteinheiten für die Armaturen er­ geben sich gegenüber dem herkömmlichen System folgende Vortei­ le:

• - Durch dezentrale Versorgungsquellen sind bei Ausfall ei­ ner Ansteuerung alle anderen Armaturen betriebsbereit, so daß keine Totalausfälle auftreten und sich höchste Sicherheit ergibt.
• - Es sind keine großen Ölmengen im Hydrauliksystem vorhan­ den, da alle Zuleitungen zu den Kompakteinheiten entfal­ len. Die Reduzierung der Ölmengen erhöht die Umwelt­ freundlichkeit des Systems.
• - Durch Einsparung des gesamten Rohrleitungssystems mit Spülen sowie zentralem Versorgungsaggregat und der auf­ wendigen Steuerschränke ergibt sich ein kostengünstiger Aufbau.
• - Durch die Kompaktbauweise des Antriebs ist es möglich, eine exakte Drehmoment- und Hubkraftbegrenzung bei Schwenkantrieben und Stellmotoren zu erhalten.
• - Durch den Zusammenbau der hydraulischen Einheit mit inte­ grierter Versorgungspumpe werden Stoßbelastungen ge­ dämpft, wie sie bei Lenz-, Ballast-, Cargo- und Brenn­ stoffarmaturen auftreten.
• - Durch die Kompaktbauweise treten keine Drosselverluste mehr auf, da Steuerelemente, wie sie bei bisherigen Hy­ drauliksystemen notwendig sind, entfallen und das Öffnen und Schließen der Armatur bei Schwenktrieben mittels Drehrichtungsumkehr der Antriebseinheit erfolgt.
• - Insgesamt ergibt sich eine enorme Energieeinsparung, da im Gegensatz zu den bisherigen Systemen die Antriebe nur während des Betriebes eingeschaltet sind, während bei zentralen Versorgungsstationen der Betriebsdruck ständig aufrechterhalten bleiben muß (24 Stunden/Tag).
• - Ein weiterer Vorteil der hydraulisch-elektrischen Kom­ paktbauweise ist, daß eine stufenlose Einstellung der Antriebseinheit vorgenommen werden kann, die individuell angepaßt ist an die verschiedenen Größen in Bezug auf Schwenk- und Hubzeiten.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfol­ gend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Aufbau von Baueinheiten aus Armatur und dezentralem Antrieb,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der elektrischen An­ steuerung der Armaturen von Fig. 1,

Fig. 3 schematische Darstellung einer anderen Ausführungs­ form der Überwachung einer der Armaturen,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Ansteuerung mehre­ rer Armaturen,

Fig. 5 eine Abwandlung der Ansteuerung mit Busschnittstel­ len.

Fig. 6 Einzelheiten einer in die Baueinheit integrierten Busschnittstelle.

Fig. 1 zeigt schematisch zwei Armaturen in Form eines Ventils 1 und eines Schwenktriebes 2 mit Federrückzug, wobei der Kol­ ben des Schwenktriebs 2 einseitig mit Druckmittel gegen die Kraft einer Feder 3 beaufschlagt wird, während der Kolben des Ventils 1 von beiden Seiten direkt durch Leitungen 4 und 5 innerhalb des Gehäuses der Baueinheit mit Druckmittel beauf­ schlagt wird. Zwischen den beiden Leitungen 4 und 5 sind zwei Druckbegrenzerventile 6 in die Baueinheit integriert, die als Sicherheitseinrichtung bei Temperaturerhöhung, Ausdehnung des Druckmittels und dgl. dienen und mit der Armatur 1 eine Baueinheit bilden. Zwischen den beiden Druckbegrenzungsventi­ len führt eine Leitung 42 zu einem Reservoir 11. Bei 9 sind entsperrbare Rückschlagventile in den Leitungen 4, 5 wiederge­ geben, die die Armatur in der vorgewählten Position halten und nur dann öffnen, wenn der Druck in der Gegenleitung 5b zw. 4 aufgebaut wird, wie durch sich kreuzende gestrichelte Linien in Fig. 1 angedeutet ist. Die Steuerung des Ventils 1 in Ric­ htung AUF/ZU erfolgt über die Drehrichtungsumkehr eines Elek­ tromotors 7, der eine Pumpe 8 antreibt, die innerhalb der kom­ pakten Baueinheit zwischen den Leitungen 4, 5 angeordnet ist, die von der Pumpe 8 je nach Drehrichtung mit Druckmittel ver­ sorgt werden. Die beiden Leitungen 4, 5 führen zu dem Reser­ voir 11, das nur klein ausgebildet ist, wobei vor dem Ende dieser beiden Leitungen 4, 5 jeweils ein Druckbegren­ zungsventil 10 angeordnet ist. Mit 40 sind gegeneinander geschaltete Rückschlagventile bezeichnet, wobei die Pumpe 8 bei Drehrichtung nach rechts bspw. über das linke Rückschlag­ ventil 40 Druckmittel aus dem Reservoir 11 über die Leitung 45 ansaugt, während das rechte Rückschlagventil 40 sperrt und umgekehrt. Mit 41 ist eine einstallbare Drossel bezeichnet, die in Förderrichtung der Pumpe 8 zwischen den beiden Leitun­ gen 4, 5 angeschlossen ist. Mittels der einstellbaren Drossel 41 ist eine stufenlose Einstellung und damit eine individuelle Anpassung der Antriebseinheit an die verschiedenen Nenngrößen in Bezug auf Schwenk- oder Hubzeiten möglich. Durch Einstellen dieser Drossel ist es möglich, von dem Förderstrom der Pumpe einen Teilstrom über diese einstellbare Drossel auf die Saug­ seite der Pumpe zurückzuleiten, bspw. um die Fahrgeschwindig­ keit der Armatur einzustellen. Mit 43 ist ein Hahn in einer Verbindungsleitung zwischen den Leitungen 4 und 6 bezeichnet, der mit der Leitung 42 zum Reservoir 11 verbunden und für ei­ nen eventuellen Handbetrieb vorgesehen ist.

Die Druckbegrenzungsventile 10 zwischen Pumpe 8 und Reservoir 11 schützen die Anlage vor Überdruck und sie dienen gleichzei­ tig zur Hubkraftbegrenzung des Antriebs, weil sie auf einen entsprechenden Druck eingestellt werden können. Da die auf den beiden Seiten der Pumpe 8 angeordneten Druckbegrenzungsventile 10 unterschiedlich eingestellt werden können, ist es möglich, daß die Pumpe in der einen Drehrichtung einen höheren Druck aufbaut als in der anderen Drehrichtung. Durch die Einstellung der Druckbegrenzungsventile 10 ist eine exakte Drehmoment- und Hubkraftbegrenzung bei Schwenkantrieben und Stellmotoren mög­ lich, indem die Druckbegrenzungsventile 10 auf den gewünschten Druck eingestellt werden.

Der gleiche hydraulische Schaltungsaufbau ist bei der Armatur 2 vorgesehen, wobei in der Sicherheitseinrichtung anstelle eines zweiten Druckbegrenzungsventils 6 ein magnetisch betä­ tigbares Ventil 12 vorgesehen ist, das an die zum Reservoir führende Leitung 42 angeschlossen ist und bspw. beim Span­ nungsausfall die mit Druck beaufschlagte Seite der Armatur 2 freigibt, so daß die Feder 3 die Armatur schließen kann. Bei Druckbeaufschlagung der Armatur 2 kommt das Rückschlagventil in dem Ventil 12 zur Wirkung, so daß die Rücklaufleitung zum Reservoir gesperrt ist. Bei dieser Anordnung dreht die Pumpe 8 bspw. nur nach links, so daß die Leitung 5 nicht zur Wirkung kommt. Wie bei der Einheit A ist das Druckbegrenzungsventil 6, das an die Druckleitung 4 angeschlossen ist, mit der Rücklauf­ leitung 42 zum Reservoir 11 verbunden.

Die durch strichpunktierte Linien wiedergegebenen Blöcke der kompakten Baueinheit können in einem gemeinsamen oder zusam­ mengesetzten Gehäuse angeordnet sein. Die einzelnen Kompakt­ einheiten sind mit A, B und C bezeichnet, wobei C für eine beliebige andere Armatur steht und weitere solche Kompaktein­ heiten vorgesehen sein können, bspw. für Brennerventile, Re­ gelventile und dgl. Armaturen. Die einzelnen Baueinheiten sind hydraulisch gekapselt und nur mit einer elektrischen Versor­ gungsleitung 14 verbunden, die von einem von den Armaturen entfernt liegenden Steuerpult 13 zu den einzelnen Elektromoto­ ren 7 führen.

Die hydraulische Schaltung der Armaturen nach Fig. 1 unter­ scheidet sich von den bekannten hydraulischen Schaltungen. Üblicherweise werden die Armaturen über 4/2-Wegeventile in den Steuerschränken über hydraulische Leitungen gesteuert, wobei entsprechende Drosselverluste auftreten. Bei der hydraulischen Schaltung nach Fig. 1 werden alle Armaturen durch Dreh­ richtungsumkehr des Elektromotors drosselfrei betätigt.

Durch die Kompaktbauweise können die Vorteile der elektrischen Ansteuerung ausgenutzt und die Vorteile der Hydraulik beibe­ halten werden, wobei alle wesentlichen hydraulischen Steuer­ elemente in der Baueinheit integriert sind und gesonderte Rohrleitungen entfallen.

Durch die Kompaktbauweise sind die angesteuerten Ölvolumina sehr gering. Eine Druckmittelkompressibilität macht sich nicht bemerkbar, und offene oder geschlossene Armaturen können in der vorgewählten Position durch Druckmittelausdehnung bzw. -kompressibilität nicht verändert werden. Hierdurch ergibt sich ein höherer Sicherheitsgrad gegenüber den bekannten Systemen.

Fig. 2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der elek­ trischen Ansteuerung der Armaturen der in Fig. 1 wiedergegebe­ nen Art. Die Baueinheiten A, B und C, die in einer größeren Entfernung voneinander angeordnet sein können, werden vom Steuerpult 13 aus gesteuert, das auf einem Schiff in einer erheblichen Entfernung von den Baueinheiten angeordnet sein kann.

Zum Elektromotor 7 der beidseitig beaufschlagten Armatur 1 führt ein dreiadriges Kabel 14 mit einem Nulleiter N und zwei Leitern L_AUF und L_ZU, die den Elektromotor 7 in Drehrichtung links bzw. rechts beaufschlagen. In den beiden Leitern L_AUF und L_ZU ist jeweils ein Schalter 15a bzw. 15b angeordnet, der auf ein Signal von einem nicht dargestellten Endschalter, der die Endstellung des Stellgliedes aufnimmt, den zugeordneten Leiter unterbricht, um den Elektromotor 7 abzuschalten, wenn das Stellglied der Armatur 1 die angesteuerte Endstellung erreicht hat. Im Steuerpult 13 ist die Leitung 14 an eine Schaltung 16 angeschlossen, die mit der Kraftstromleitung 17 von 220 Volt Wechselstrom verbunden ist. Mit 18 ist eine Steuerleitung von 24 V Gleichstrom bezeichnet, an die Steuer- und Anzeigeelemen­ te wie ein Schalter 19 und Anzeigelampen 20 angeschlossen sind, die auch mit der Schaltung 16 verbunden sind.

Der Einheit B ist im Steuerpult 13 eine entsprechende Schal­ tung 16′ zugeordnet, die in der gleichen Weise angeschlossen ist, wobei die Leitung 14′ aus einem zweiadrigen Kabel be­ steht, nachdem der Elektromotor 7′ nur in eine Richtung drehen muß, weil die Armatur 2 in der Gegenrichtung federbeaufschlagt ist. Im Leiter L_AUF ist wiederum ein Schalter 15′ angeordnet. Das in Fig 1 wiedergegebene Magnetventil 12 zum Entsperren des an der Armatur 2 anliegenden hydraulischen Drucks ist derart zwischen dem Leiter LAUF und dem Nulleiter N geschaltet, daß bei geschlossenem Schalter 15′ das Magnetventil 12 die in Fig. 1 wiedergegebene Hydraulikleitung über das Rückschlagventil schaltet, so daß der in der Armatur aufgebaute hydraulische Druck gehalten wird. Die Freigabe des Drucks erfolgt durch Spannungsfreischaltung des Leiters L_AUF in der Schaltung 16 oder in entsprechender Weise bei Spannungsausfall, so daß das Magnetventil 12 den Durchfluß aus der Armatur 2 freigibt und die Feder 3 das Ventil schließt.

Die in Fig. 2 wiedergegebene Steuervorrichtung arbeitet wie folgt. Wenn in der Einheit A der Schwenktrieb 1 bspw. aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegt werden soll, wird der Schalter 19 am Steuerpult 13 in Richtung ZU betätigt, so daß durch die Schaltung 16 die Kraftstromleitung 17 an den Leiter L_ZU angeschlossen wird. Die beiden Schalter 15a, 15b sind in der Ruhestellung geschlossen, so daß Strom zum Motor fließt. Hierbei dreht der Elektromotor 7 bspw. nach rechts, bis der Schwenktrieb 1 seine Schließstellung erreicht. Bei Erreichen der Schließstellung wird über den nicht dargestell­ ten wegabhängigen Endschalter der Schalter 15 b geöffnet und damit der Elektromotor 7 abgeschaltet. In entsprechender Weise wird zum Öffnen der mit dem Schwenktrieb 1 verbundenen Klappe der Schalter 19 in Stellung AUF geschaltet, worauf über die Schaltung 16 der Leiter L_AUF an die Kraftstromleitung 17 ange­ schlossen wird. Sobald die Offenstellung erreicht ist, wird wiederum der Schalter 15a geöffnet, so daß der Elektromotor abgeschaltet wird.

Anstelle eines einzelnen Schalters 19 im Steuerpult können auch bspw. zwei Schalter vorgesehen werden, einer für die Offenstellung und einer für die Schließstellung. Ebenso ist ein Betrieb mit Taster zum Ansteuern der Schaltung 16 möglich.

Damit das Erreichen der Endstellung am Steuerpult 13 angezeigt wird, wird in der Schaltung 16 durch eine Meßschaltung über­ wacht, ob über den Leiter L_AUF bzw. L_ZU Strom fließt oder der betreffende Leiter durch den Schalter 15 unterbrochen ist. Es sind Anzeigelampen 20 für AUF, für ZU und für eine Störungs­ anzeige vorgesehen, falls das Stellglied in der Armatur die Endstellung nicht erreichen sollte. Dies wird durch einen Zeitgeber in der Schaltung 16 überwacht, der auf die übliche Laufzeit des Stellgliedes der Armatur eingestellt ist. Wird beispielsweise von keinem der wegabhängigen Endschalter eine Endstellung des Stellgliedes angezeigt und damit der zugeord­ nete Schalter 15 nicht geöffnet, so läuft der Motor 7 weiter. Dies wird in der Schaltung 16 über den Zeitgeber als Störung erkannt und durch die entsprechende Lampe angezeigt, wobei dann von der Schaltung 16 aus der Motor 7 abgeschaltet wird, nachdem eine Abschaltung über die Schalter 15 nicht erfolgt.

Die Steuervorrichtung der Einheit B arbeitet in entsprechender Weise. Zum Öffnen des Ventils 2 entgegen der Kraft der Feder 3 wird beispielsweise der Schalter 19′ am Steuerpult 13 be­ tätigt, so daß der Leiter L_AUF mit der Kraftstromleitung 17 verbunden wird und der Motor in Betrieb gesetzt wird. Nach Erreichen der Endstellung wird der Endschalter 15′ geöffnet und die Stromzufuhr zum Motor 7′ unterbrochen. Dies wird in der Schaltung 16′ durch Überwachen des Stromflusses im Leiter festgestellt und durch eine der Lampen 20′ angezeigt. Zum Schließen des Ventils 2 durch Federkraft genügt es, durch Umschalten des Schalters 19′ die Verbindung zwischen der Kraft­ stromleitung 17 und dem Leiter zu unterbrechen, wodurch über das Magnetventil 12 der hydraulische Druck am Stellkolben des Ventils 2 abgebaut und das Ventil durch Federkraft geschlossen wird.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der an der Armatur 1 Endlagenschalter 23 zum Feststellen der Endstellung des Stell­ gliedes vorgesehen sind. Diese Endlagenschalter 23 beaufschla­ gen Schalter 24 in den Leitern eines Anzeigekabels 25, das zum Steuerpult 13 führt.

Für die Endschalter 23 können verschiedene Ausführungsformen vorgesehen werden, bspw. mechanische Endlagenschalter, elek­ trische Endschalter und dgl. Durch die Stellungsrückmeldung auf Grund der Endlagenschalter 23, 24 kann eine Stellungsan­ zeige direkt erfolgen.

In Fig. 3 sind Druckschalter 43a, 43b in den zum Elektromotor führenden Leitern der Versorgungsleitung 14 vorgesehen, die durch den Druck des Druckmittels beaufschlagt werden. Diese Druckschalter dienen zum Abschalten des Motors 7, wenn dieser die Endstellung erreicht hat und durch Weiterlaufen des Motors ein erhöhter Druck aufgebaut wird, auf den die Schalter 43 zum Abschalten des Motors ansprechen. Die Endschalter 23, 24 die­ nen lediglich zur Anzeige der Endstellung.

Eine von dem Schwenktrieb 1 betätigte Klappe wird in der Schließstellung häufig in einen Dichtungsring eingedrückt, so daß es zum Öffnen der Klappe eines höheren Drucks bedarf als beim Anfahren aus der Offenstellung in Richtung Schließstel­ lung. Wenn in einem solchen Falle die Klappe geöffnet werden soll, ist somit ein höherer Anfahrdruck erforderlich, der zu einem Öffnen des Druckschalters 43a führt. Hierdurch würde eine vorzeitige Unterbrechung des Motorbetriebs ausgelöst. Um dies zu vermeiden, ist bei der Baueinheit A eine Umgehungslei­ tung 21 am Druckschalter 43a vorgesehen, in der ein Wegend­ schalter 22 angeordnet ist, der bspw. bis zu einer Klappenver­ drehung von 3 bis 5° die Umgehungsleitung 21 geschlossen hält, so daß auch bei kurzzeitigem Öffnen des Druckschalters 43a der Motor 7 mit Strom versorgt wird. Hat die Klappe eine Schwenk­ bewegung von 3 bis 5° aus der Schließstellung ausgeführt, so öffnet der Schalter 22, während der Druckschalter 43a bereits geschlossen ist, weil durch Herausbewegen der Klappe aus der Schließstellung der Druck im Schwenktrieb wieder auf die übli­ che Druckhöhe abgesunken ist, so daß der Motor 7 mit Strom versorgt wird, bis die Endstellung erreicht ist.

Während bei den bekannten Hydrauliksystemen eine Nachjustie­ rung der Endschalter erforderlich ist, erhält man durch die erfindungsgemäße Bauweise, bei der alle hydraulischen Steuer­ elemente in einer kompakten Baueinheit integriert sind, eine automatische Endbegrenzung durch Abschalten des Elektromotors durch die Endschalter bzw. Druckschalter.

Fig. 4 zeigt schematisch die Ansteuerung der Baueinheiten A, B und C mittels eines Bussystems, wobei in den einzelnen Bauein­ heiten schematisch bei 7 der Elektromotor und bei 24 die An­ ordnung von Endlagenschaltern angedeutet ist, wie sie in Fig. 3 wiedergegeben sind für die Anzeige der erreichten Endstel­ lung des Stellgliedes. Im Steuerpult 13 befindet sich ein Bus­ system 26, das über die Leitung 18 und 27 mit 24 V mit Span­ nung versorgt wird. Ferner ist das Bussystem 26 mit den ein­ zelnen Steuer- und Anzeigeelementen 19, 20 verbunden, die für die einzelnen Baueinheiten A, B und C im Steuerpult entspre­ chend der Darstellung in Fig. 2 vorgesehen sind.

Von dem zentralen Bussystem 26 im Steuerpult 13 führt eine Busleitung 28 zu einer an der Baueinheit A angeordneten Bussy­ stem-Unterstation 29, die wiederum über eine Busleitung 30 mit der folgenden Bussystem-Unterstation 29 verbunden ist, die der nächsten Baueinheit B zugeordnet ist. In entsprechender Weise sind die Bussysteme 29 der folgenden Baueinheiten angeschlos­ sen. Die Kraftstromzuführung erfolgt bei dieser Ausführungs­ form bei 31 an der jeweiligen Unterstation 29 des Bussystems.

Von der jeweiligen Bussystem-Unterstation 29 führt eine An­ schlußverkabelung 32 zur jeweiligen Baueinheit. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, an eine Bussystem- Untersta­ tion 29 auch mehrere Baueinheiten gleichzeitig anzuschließen, wenn mehrere Baueinheiten örtlich nahe beieinander liegen, so daß sie ohne großen Verkabelungsaufwand von einer Bussystem- Unterstation 29 angesteuert werden können, wie bei C′ angedeu­ tet.

Gegenüber den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3, bei denen zu jeder Baueinheit eine Leitung verlegt werden muß, ergibt sich bei der Ausführungsform nach Fig. 4 eine Vereinfachung der Verkabelung dadurch, daß lediglich eine Busleitung 28 vom Steuerpult 13 zu den einzelnen Baueinheiten führt.

Eine weitere Ausführungsform mit integriertem Businterface zeigt Fig. 5, wobei wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ein zentrales Bussystem 26 im Steuerpult angeordnet ist und die Ansteuerung und Stellungssignalisierung über die 24 V- Steuerspannung erfolgt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist in jeder Baueinheit eine Busschnittstelle 33 integriert, die jeweils über eine Busleitung 30 mit der Busschnittstelle der nächsten Baueinheit verbunden ist. Auch bei dieser Ausfüh­ rungsform erfolgt die Kraftstromzuführung gesondert zu jeder Baueinheit über eine Leitung 31 aus dem in der Umgebung der Baueinheit vorhandenen Netz.

Fig. 6 erläutert die in Fig. 5 wiedergegebene Busschnittstelle 33 in Verbindung mit der Motoransteuerung und den Endlagen­ schaltern. Die Baueinheit entspricht der in Fig. 3 wiedergege­ benen Baueinheit A mit den Endlagenschaltern 24 und den Druck­ schaltern 15a, 15b. Wie dargestellt, sind innerhalb der Bauein­ heit die Endlagenschalter an eine seriell/parallel Schnitt­ stelle 34 angeschlossen, die mit einer Steuerlogikschaltung 35 und der vom zentralen Bussystem 26 kommenden Busleitung 28 verbunden ist. Weiterhin ist die Schnittstelle 34 mit der An­ steuerung verbunden und schaltet dort die Schaltelemente 36 für die AUF-ZU-Steuerung des Elektromotors 7 über die Kontakte 37, die in der Kraftstromleitung 31 liegen. Das Schaltelement 38 stellt die Spannungsversorgung für die Schnittstelle 34 und die Steuerlogik 35 bereit. Die Motoransteuerung und die Rück­ meldung der Wegendschalter erfolgt über die interne Verkabe­ lung in der Baueinheit.

Durch die Verwendung eines Bussystems nach den Fig. 4 und 5 können auch zusätzliche Informationen an das Steuerpult über­ mittelt werden, bspw. über Zwischenstellungen des Stellglie­ des, wenn statt der zusätzlichen Endschalter 24 die Baueinhei­ ten auch mit Widerstandsferngebern oder entsprechenden Kompo­ nenten für die kontinuierliche Rückmeldung der Stellung des Stellgliedes ausgerüstet sind.

Die beschriebenen Ausführungsformen einer Steuervorrichtung einschließlich der kompakten hydraulischen Schaltung nach Fig. 1 können nicht nur im Schiffbau vorteilhaft eingesetzt werden, sondern auch im Chemie- und Industriebereich, wenn Regel- und Stellantriebe mit und ohne Schnellschluß vorgesehen werden.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Betreiben hydraulisch betätigter Armatu­ ren, insbesondere im Schiffsbau, wobei für jede einzelne Armatur (1, 2) ein Elektromotor (7) vorgesehen ist, der eine Pumpe (8) zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks antreibt, und wobei Armatur (1), Elektromotor (7) und Pumpe (8) zusammen mit der hydraulischen Schaltung eine kompakte Baueinheit (A, B, C) bilden und nur der Elektromo­ tor (7) von einer zentralen Steuerstelle (13) aus ansteu­ erbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (8) über wenigstens ein einstellbares Druckbegrenzungsventil (10) mit einem Reservoir (11) ver­ bunden ist, das in der Baueinheit integriert ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung der Pumpe (8) zwischen Druckleitun­ gen (4, 5) eine einstellbare Drossel (41) angeordnet ist, die einen Rücklauf zur Saugseite der Pumpe von der För­ derseite aus zuläßt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Armatur (1, 2) und Pumpe (8) mit Steuerele­ menten (9, 10, 41) eine Sicherungseinrichtung mit wenig­ stens einem Druckbegrenzungsventil (6) angeordnet ist, die zum Schutz der Armatur dient und mit dem Reservoir (11) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der zentralen Steuerstelle (13) aus eine elektri­ sche Leitung (14) zu jeder Baueinheit (A,B,C) zur An­ steuerung des Elektromotors (7) führt und in der Strom­ versorgungsleitung (14) Schalter (15) angeordnet sind, die bei Erreichen der Endstellung der Armatur die Strom­ zufuhr zum Elektromotor (7) unterbrechen, wobei in der zentralen Steuerstelle (13) eine Stromüberwachungsein­ richtung vorgesehen ist, die auf das Abschalten der Scha­ lter (15) zum Feststellen der Endstellung der Armatur anspricht.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer in der zentralen Steuerstelle (13) vorgese­ henen Schaltung (16) ein Zeitgeber vorgesehen ist, der die Stellzeit der Armatur an Hand des Signals überwacht, das von den die Stromzufuhr vom Elektromotor (7) unter­ brechenden Schaltern (15) abgegeben wird.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zentralen Steuerstelle (13) ein Bussystem (26) vorgesehen ist, das über eine Busleitung (28) mit einzel­ nen an den Baueinheiten (A, B, C) vorgesehenen Unterstatio­ nen (24) in Verbindung steht, die untereinander durch Busleitungen (30) verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Baueinheiten Busschnittstellen (33) integriert sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstromzuführung zu den einzelnen Baueinheiten (A, B, C) jeweils an der Bussystem-Unterstation (29) bzw. zur Busschnittstelle (33) erfolgt.