DE602621C - Elektrohydraulische Steuerruderanlage fuer Schiffe - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
13. SEPTEMBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Ja 602621 KLASSE 65 f 2 GRUPPE

Es sind elektrohydraulische Steuerruderanlagen für Schiffe bekannt, bei denen das Ruder durch Kolben gelegt wird, die ihrerseits unter der Einwirkung einer Druckflüssigkeit in der einen oder anderen Richtung bewegt werden. Dabei hat man die Anordnung bisher so getroffen, daß das Steuerorgan, das die Strömungsrichtung und die Menge der Druckflüssigkeit regelt, vom Steuerstand

ίο aus durch eine niechanische oder elektrische Steuereinrichtung in die gewünschte Arbeitsstellung gebracht wird. Die Rückführung des Steuerorgans in seine Ruhelage erfolgt bei den bekannten Anordnungen durch eine vom Ruder selbst betätigte Rückführungseinrichtung.

Gegenstand der Erfindung ist eine elektrohydraulische Steuerruderanlage für Schiffe, bei der derartige teilweise recht verwickelte

ao Einrichtungen für die selbsttätige Rückführung in Abhängigkeit vom Ruder vermieden sind. Erfindungsgemäß wird das die Strömungsrichtung und Menge der Druckflüssigkeit regelnde Steuerorgan vom Steuerstand aus sowohl in die gewünschten Arbeitsstellungen gelegt als auch in seine Ruhelage zurückgebracht. Bei Anlagen, in denen die Druckflüssigkeit zum Bewegen der das Ruder antreibenden Kolben durch eine Pumpe mit veränderlichem Hub gesteuert wird, wird man zweckmäßig die Erfindung so ausbilden, daß der Hub der Pumpe nur vom Steuerstand aus sowohl in der einen als in der anderen Richtung vergrößert und verkleinert und auf Null zurückgeführt wird, je nach der gewünschten Richtung und Geschwindigkeit der Ruderbewegung. Zweckmäßig wird man für die Verstellung des Pumpenhubes einen Elektromotor vorsehen, dessen Weg je nach dem gewünschten Pumpenhub durch Endschalter begrenzt wird. Für die Steuerung des Elektromotors ist am Steuerstand ein Organ vorgesehen, dessen Stellung ein Maß für den Pumpenhub und somit für die Geschwindigkeit der Ruderbewegung ist. Um eine feinstufige Einstellung des Pumpenhubes zu ermöglichen, kann man sich zweckmäßig einer elektrischen Fernsteuerung bedienen, die beliebig viele Einstellungen ergibt, derart, daß jeder Lage des Steuerorgans, das als Hebel oder als Druckknopf ausgebildet sein kann, ein bestimmter Pumpenhub entspricht.

Eine andere Möglichkeit, die Erfindung praktisch durchzubilden, besteht darin, daß man eine oder mehrere Pumpen mit konstantem Hub für die Bewegung der Druckflüssigkeit vorsieht. In diesem Fall kann man die Steuerung so durchbilden, daß ein Absperrorgan vorgesehen wird, das vom Steuerstand aus betätigt wird. Dieses Organ verbindet

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Or.-Ing. Johannes BaM in Berlin-Wilmersdorf.

entweder Saug- und Druckseite der Pumpe mit den entsprechenden Arbeitszylindern, wodurch die Ruderbewegung in der gewünschten Richtung geschieht, oder es verbindet Saug- und Druckseite der Pumpe miteinander und sperrt die Arbeitszylinder ab, wodurch das Ruder in seiner Lage festgehalten wird. Um eine Abstufung der Geschwindigkeit des Ruders zu ermöglichen, kann es auch in ίο diesem Fall zweckmäßig sein, zwei oder mehrere dauernd laufende Pumpen . vorzusehen, deren Absperrorgane je nach der gewünschten Geschwindigkeit geöffnet oder geschlossen werden.

Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In Fig. ι ist schematisch eine Anlage dargestellt mit einer Pumpe von veränderlichem Pumpenhub, der durch eine elektrische Fernsteuerung von dem Steuerstand aus eingestellt wird. Die Pumpe, die zum Antrieb der Druckflüssigkeit für das Legen des Steuerruders dient, ist mit 1 bezeichnet. Zu ihrem Antrieb dient ein Elektromotor 2, der mit Hilfe des Anlassers 5 an ein Netz 3, 4 gelegt wird. Um den Pumpenhub und damit die Geschwindigkeit der Ruderbewegung regeln zu können, ist eine Hubverstellvorrichtung vorgesehen, die in der Figur schematisch durch eine Schaltstange 6 angedeutet ist. Diese Schaltstange trägt am unteren Ende eine Zahnstange 7, mit der ein Zahnrad 8 zusammenarbeitet. Dieses Zahnrad wird von einem reversierbaren Elektromotor 9 angetrieben, der vom Steuerstand aus ferngesteuert wird. Der Motor ist mit zwei Feldwicklungen 10, 11 versehen, von denen je nach der gewünschten Drehrichtung die eine oder andere erregt wird. Am Steuerstand sind für die Fernsteuerung des Motors 9 Druckknöpfe 12, 13 für die beiden Betätigungsrichtungen des Motors vorgesehen. Der Druckknopf 12 überbrückt in der dargestellten Ruhelage die Kontakte 21 und 22. Er besitzt ferner zwei Arbeitslagen. Inder ersten überbrückt er die Kontakte 23 und 25 und in der zweiten die Kontakte 24 und 25. In entsprechender Weise arbeitet der Druckknopf 13 mit den Kontakten 26 bis 30 zusammen. Für die Steuerung des Motors ist ferner ein aus fünf Umschaltern 15 bis 19 bestehender Steuerapparat 14 vorgesehen. Die Umschalter werden in der aus der Figur ersichtlichen Weise durch eine Nase 20 der Schaltstange 6 jeweils in die Mittellage (Schalter 17), in eine rechte Schaltlage (Schalter 18 und 19) oder in eine linke Schaltlage (Schalter 15, 16) gestellt. In der dargestellten Schaltstellung steht der Motor 9 still, und die Hubverstellvorrichtung der Pumpe 1 ist auf die Nullage eingestellt.

Wenn nun das Ruder gelegt werden soll, wird beispielsweise der Druckknopf 12 in seine erste Arbeitslage gebracht. Es fließt dann ein Strom vom positiven Pol über die Kontakte 25, 23, den geschlossenen Kontakt des Schalters 16 zur Feldwicklung 10, so daß der Hubverstellmotor entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zu laufen beginnt. Er verstellt hierbei die Schaltstange 6 nach links, so daß zunächst vom Schalter 17 der rechte Kontakt geschlossen wird. Durch diesen Kontaktschluß ist der Rücklauf des Motors in die Nullstellung vorbereitet. Der Motor läuft so lange, bis die Nase 20 den Schalter 16 in die Mittelstellung gelegt hat. Dann ist der Erreger-Stromkreis der Wicklung 10 unterbrochen. Soll der Hub noch weiter in derselben Richtung verstellt werden, so wird der Druckknopf in die zweite Arbeitslage gebracht, so daß er die Kontakte 25, 24 überbrückt. Der Erregerstrom zur Wicklung 10 fließt dann über den linken Kontakt des Schalters 15. Der Motor läuft damit in derselben Drehrichtung weiter, legt beim Verlassen des Schalters 16 diesen in die rechte Schaltlage, wodurch wiederum ein Erregerstromkreis für den Rücklauf des Motors vorbereitet wird, und bleibt stehen, sobald die Nase 20 den Schalter 15 in die Mittellage verstellt hat. Damit ist beim dargestellten Ausführungs- go beispiel die maximale Hubverstellung in der einen Richtung erreicht.

Zur Zurückführung der Hubverstellvorrichtung in die Nullage wird der Druckknopf 12 in seine erste Arbeitslage oder in die Nulllage zurückverstellt. Im ersten Fall fließt nämlich der Erregerstrom für die Wicklung 11 vom positiven Pol über die Kontaktstücke 25 und 23 und den in seiner rechten Schaltlage stehenden Schalter 16 zur Wicklung 11. Der Motor läuft jetzt im Uhrzeigersinn, wobei zunächst der Schalter 15, der vorher in die Nullage verstellt war, wieder in die dargestellte Lage zurückgebracht wird. Der Motor wird stillgesetzt, sobald die Nase 20 den Schalter 16 aus der rechten Schaltstellung in die Nullage verstellt und damit den Erregerstromkreis öffnet. Stellt man den Druckknopf 12 in die dargestellte Lage zurück, so verstellt der Motor 9 die Hubverstellvorrichtung ebenfalls bis in die gezeichnete Lage, so daß die ursprüngliche Schaltlage wieder erreicht ist. Bei Betätigen des Druckknopfes 13 treten die entsprechenden Schaltvorgänge nach der anderen Seite hin auf.

In der Figur ist ferner noch eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen für den Fall, daß der Antriebsmotor der Pumpe aus irgendeinem Grunde überlastet wird. In diesem Fall wird der Pumpenhub selbsttätig verringert. Hierfür. ist im Stromkreis des Motors 2 ein Überstromrelais 37 vorgesehen, das beim An-

sprechen die Schalter 31 und 34, die normalerweise Kontakte 32 oder 35 schließen, in die rechte Schaltlage bringt, so daß sie nunmehr die Kontakte 33 oder 36 schließen. Dadurch ist der Pumpenhub selbsttätig verringert worden; denn der Verstellmotor 9 kann nun nicht mehr bis in die beiden äußersten Schaltlagen verstellt werden, wie aus dem Schaltbild leicht ersichtlich ist.

Die Fernsteuerung für die Hubverstellung der Pumpe kann, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, auch auf irgendeine andere bekannte Weise durchgeführt werden. Für die Verstellung des Hebels 6 können an Stelle des Motors auch Magnete verwendet werden. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine hydraulische Ruderverstellvorrichtung, bei der eine dauernd laufende Pumpe 51 für den Antrieb der Druckflüssigkeit verwendet wird. Zum Antrieb der Pumpe dient der Elektromotor 52, der über den Anlasser 55 mit dem Netz 54, 55 verbunden wird. Für die gewünschte Steuerung der Druckflüssigkeit sind die beiden elektromagnetisch betätigten Hähne 56, 57 vorgesehen. Diese schließen in der dargestellten Ruhelage die Pumpe über die Leitung 58 in sich kurz und sperren die Leitungen 59 und 60, die zu den Druckzylindern 61 und 62 des Ruders führen, ab. Zum Ruderlegen ist eine Druckknopffernsteuerung vorgesehen. Die beiden Druckknöpfe 63, 64 sind den beiden Bewegungsrichtungen des Ruders zugeordnet. Bei Betätigen ,des Druckknopfes 63 fließt ein Erregerstrom vom positiven Pol über den Elektromagneten 66 zum negativen Pol. Dadurch werden die Hähne 56 und 57 entgegen der Wirkung der Rückstellfedern 67 und 68 im Uhrzeigersinn verstellt. Infolgedessen wird der Kurzschluß der Pumpe 51 aufgehoben und die Druckseite der Pumpe beispielsweise mit der Leitung 59 und dem Zylinder 61 und die Saugseite der Pumpe mit der Leitung 60 und dem Zjdinder 62 verbunden. Beim Loslassen des Druckknopfes 63 stellen die Federn 67 und 68 die Hähne wieder in die dargestellte Kurzschlußlage zurück. Eine Betätigung des Druckknopfes 64 hat eine Verstellung der Hähne 56 und 57 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zur Folge, so daß das Ruder in der beschriebenen Weise dann in der umgekehrten Richtung gedreht wird.

In Fig. 2 ist nur eine einzige Pumpe zur Verstellung des Ruders vorgesehen. Um eine gute Unterteilung der Ruderlagen zu erzielen, wird man gegebenenfalls zwei oder mehr dauernd laufende Pumpen verwenden, deren Absperrorgane je nach der gewünschten Geschwindigkeit geöffnet oder geschlossen werden. Auch in diesem Fall wird man, ähnlich wie es in Fig. 2 dargestellt ist, die Absperrorgane der Pumpe durch Magnete öffnen und durch Federkraft schließen lassen, und die Magnete durch Druckknöpfe fernsteuern, die am Steuerstand angeordnet sind.

Im Ausführungsbeispiel Fig. 2 sind für den Antrieb der Hähne, die zum Umsteuern der Pumpe dienen, Elektromagneten dargestellt. Die Rückstellung erfolgt dabei durch Federn. Man könnte an Stelle davon aber auch einen motorischen Antrieb der Hähne und der Rückstellung vorsehen.

Zweckmäßig wird man auch bei solchen Anlagen Sicherheitseinrichtungen vorsehen, um bei zu großer Stromaufnahme der Anlage aus dem Netz oder bei zu hohem Druck in den Arbeitszylindern eine Entlastung zu bewirken. Dies kann in der Weise vorgenommen werden, daß die Absperrorgane der einzelnen Pumpen nacheinander wieder geschlossen werden, indem die Stromkreise der Zugmagnete für die Pumpenhähne durch Überstromrelais oder Druckschalter unterbrochen werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektrohydraulische Steuerruderanlage für Schiffe, bei denen das Ruder durch Kolben gelegt wird, die ihrerseits unter der Einwirkung einer Druckflüssigkeit in der einen oder anderen Richtung bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das S trömungs richtung und Menge der Druckflüssigkeit regelnde Steuerorgan vom Steuerstand aus sowohl in die gewünschten Arbeitsstellungen ausgelegt als auch in seine Ruhelage zurückgebracht wird ohne Verwendung einer selbsttätigen Rückführung durch das Ruder.

2. Steuerruderanlage nach Anspruch 1, wobei die Druckflüssigkeit durch eine Pumpe mit veränderlichem Hub gesteuert wvrd, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Pumpe nur vom Steuerstand aus . sowohl in der einen oder anderen Riehtung vergrößert als auch verkleinert und auf Null zurückgeführt wird,, je nach der gewünschten Richtung und Geschwindigkeit der Ruderbewegung.

3. Steuerruderanlage nach Anspruch 1 no und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Pumpenhubes durch einen Elektromotor erfolgt, dessen Weg je nach dem gewünschten Pumpenhub durch Endschalter begrenzt wird und dem ein Steuerorgan am Steuerstand zugeordnet ist, dessen Stellung ein Maß für den Pumpenhub und somit für die Geschwindigkeit der Ruderbewegung gibt.

4. Steuerruderanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Pumpenhubes durch einen

Elektromotor erfolgt, mit Hilfe einer beliebig viele Stellungen ergebenden elektrischen Fernsteuerung, so daß jeder Lage des Steuerorgans (Hebel, Druckknopf) ein bestimmter Pumpenhub entspricht.

5. Steuerruderanlage nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenhub bei zu großer Belastung des Antriebsmotors oder zu hohem Druck in den Arbeitszylindern selbsttätig verringert wird.

6. Steuerruderanlage nach Anspruch 1, wobei die Druckflüssigkeit von einer oder mehreren Pumpen mit konstantem Hub erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Steuerstand aus betätigtes Absperrorgan entweder Saug- und Druckseite der Pumpe mit den entsprechenden Arbeitszylindern verbindet und dadurch die Ruderbewegung in der gewünschten Richtung bewirkt oder Saug- und Druckseite der Pumpe miteinander verbindet und die Arbeitszylinder absperrt, wodurch das Ruder in seiner Lage festgehalten wird.

7. Steuerruderanlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei oder mehr dauernd laufende Pumpen, deren Absperrorgane je nach der gewünschten Geschwindigkeit geöffnet oder geschlossen werden.

8. Steuerruderanlage nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane durch Magnete geöffnet und durch Federkraft geschlossen werden und daß diese Magnete durch am Steuerstand vorgesehene Druckknöpfe gesteuert werden.

9. Steuerruderanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei zu großer Stromaufnahme der Anlage aus dem Netz oder zu hohem Druck in den Arbeitszylindern die Absperrorgane der einzelnen Pumpen nacheinander wieder geschlossen werden, indem die Stromkreise der Zugmagnete durch Uberstromrelais oder Druckschalter unterbrochen werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen