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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung
eines Wasserfahrzeuges, wobei die drehbar unterstützte,
mit dem Ruder verbundene Welle einen im wesentlichen
winkelrecht zur Drehachse verlaufenden Ruderarm trägt,
welche Vorrichtung umfasst: einen hydraulischen Zylinder,
dessen Kolbenstange mit dem Ruderarm verbunden ist und
dessen Gehäuse mit der Schiffskonstruktion verbunden ist;
eine durch einen Motor angetriebene hydraulische Pumpe, um
hydraulisches Medium dem genannten Zylinder zuzuleiten;
eine Regeleinheit, um das hydraulische Medium einem der
Enden des hydraulischen Zylinders zuzuführen und
Potentiometer, die mit der genannten Regeleinheit
zusammenarbeiten, wobei eines der Potentiometer mit der
Steuerradwelle gekuppelt ist und das andere durch die
Bewegung des Ruderarms beeinflußt wird.
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Eine solche Vorrichtung ist durch FR-A-1 478 455
bekannt. Im Fall dieser bekannten Vorrichtung ist eine
doppelt wirkende Ventilkonstruktion vorgesehen, um das
hydraulische Medium von der Pumpe hin zu einem der enden
des hydraulischen Zylinders zu führen. Die genannte
Ventilanordnung wird durch zwei Strahlströme von
hydraulischem Medium gesteuert, die auf die
gegenüberliegenden Seiten eines schwenkbar gelagerten
Elementes wirken, welches durch einen Elektromagneten
geregelt wird, der mittels dar genannten Potentiometer
gesteuert wird.
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Die bekannte Vorrichtung enthalt also eine große
Anzahl von Teilen und die Aufgabe der Erfindung ist es,
die Vorrichtung zu vereinfachen, um die
Fehlerwahrscheinlichkeit zu vermindern.
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Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung gemäß der
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe zum Führen
von hydraulischem Medium zu dem hydraulischen Zylinder hin
durch den elektrischen Motor derart angetrieben wird, daß
hydraulisches Medium direkt zu einem der Enden des
hydraulischen Zylinders hin geführt werden kann, wobei die
Kolbenstanqe des hydraulischen Zylinders mit einer
Kontrollstange gekoppelt ist, die parallel zu ihr verläuft
und mit einem Potentiometer zusammenarbeitet, das fest in
bezug auf das Gehäuse des hydraulischen Zylinders
angeordnet ist, welches Potentiometer dafür Sorge trägt,
daß bei der Stellung des Ruders, die mittels des
Steuerrads eingestellt wird durch die Regeleinheit kein
Signal mehr geliefert wird, um den Motor der hydraulischen
Pumpe in Betrieb zu halten oder zu setzen.
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Eine einfache Konstruktion kann erreicht werden indem
der genannte hydraulische Zylinder drehbar mit der
Schiffskonstruktion verbunden wird, und indem die
Regeleinheit, der Zusammenbau von elektrischem Motor und
hydraulischer Pumpe zusammen mit einem Ölbehälter und den
hydraulischen Leitungen zwischen den verschiedenen Teilen
auf dem genannten hydraulischem Zylinder befestigt wird.
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Um für den Fall eines Elektrizitätsausfalls eine
manuelle Steuerung des Ruders zu ermöglichen, kann dafür
gesorgt werden, daß ein elektrisch gesteuertes
Kurzschlußventil zwischen zwei mit den entgegengesetzten
Enden des hydraulischen Zylinders verbundenen Leitungen
vorgesehen ist, welches Kurzschlußventil sich öffnet, wenn
die Zufuhr von elektrischem Strom zu der Vorrichtung hin
unterbrochen wird.
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Vorzugsweise sind zwei von Hand betätigbare Schalter
zum direkten Betätigen der Regeleinheit vorgesehen,
mittels welcher der die hydraulische Pumpe antreibende
elektrische Motor derart eingeschaltet wird, daß
Druckmedium zu dem einen oder anderen Ende des
hydraulischen Zylinders hin geführt werden kann.
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Diese Schalter können bei einem Ausfall in der
elektrischen Regeleinheit oder in der Steuerradeinheit
benutzt werden, wenn dieser nicht zu einer Unterbrechung
der Stromversorgung des elektrischen Motors der
hydraulischen Pumpe führt.
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Jetzt wird die Erfindung mittels eines
Ausführungsbeispiels beschrieben, das in der Zeichnung
gezeigt wird, in welcher:
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Fig. 1 schematisch eine Aufsicht einer
Sueuervorrichtung gemäß der Erfindung zeigt; und
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Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1
ohne die Steuerradeinheit zeigt.
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Die in der Zeichnung gezeigte Vorrichtung umfaßt die
Steuerradeinheit 1, bestehend aus dem Steuerrad 2, das mit
der im Gehäuse 4 drehbar unterstützten Welle 3 verbanden
ist, wobei das im Gehäuse 4 untergebrachte Potentiometer 5
nur schematisch angedeutet ist. Im Gehäuse angebrachte
Widerlager, nicht abgebildet, sorgen dafür, daß der
Drehwinkel des Steuerrades nicht größer als 280º-320º sein
kann.
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Weiterhin ist das Gehäuse 4 mit dem Betriebsschalter 6
und der Kontrollampe 7 ausgestattet. Die Kontrollampe 7
kann bspw. doppelt ausgeführt sein, so daß einerseits
signalisiert werden kann, ob der Vorrichtung elektrische
Spannung zugeführt wird und andererseits, ob die
Steuerradeinheit aktiviert ist.
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Ein Kabel 8 läuft von der Steuerradeinheit 1 zur
Regeleinheit 9, angebaut: am Rahmen 10, der auf nicht
weiter ausgeführte Weise am hydraulischen Zylinder 11
befestigt ist.
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Das Gehäuse 12 des hydraulischen Zylinders 11 ist mit
dem Halter 13 verbunden, der an der nicht weiter gezeigten
Schiffskonstruktion 14 befestigt ist. Die Verbindung
zwischen dem Gehäuse 12 und dem Halter 13 ist so
ausgeführt, daß das Gehause hinsichtlich der Wellen 15 und
16 schwenkbar ist. Diese Halterkonstruktion wird nicht
detailliert beschrieben.
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Die Kolbenstange 17, die aus dem hydraulischen
Zylinder 12 herausragt, ist mit dem Ruderarm 19 mittels
eines Kugelgelenks 18 verbunden, wobei der Ruderarm 19 auf
der Welle 20 sitzt, die das nicht gezeigte Ruder trägt.
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Von der beschriebenen Art der Verbindung des
hydraulischen Zylinders 11 mit der Schiffskonstruktion 14
einerseits und mit dem Ruderarm 19 andererseits, kann die
Ortsveränderung des hydraulischen Zylinders aufgenommen
werden Diese Ortsveränderung wird sowohl während einer
Bewegung der Kolbenstange 17 in die eine oder andere
Richtung, als auch infolge auf das Ruder und auf die
Schiffskonstruktion wirkender Kräfte auftreten.
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Eine Bewegung der Kolbenstange 17 des hydraulischen
Zylinders 11 und dadurch ein Schwenken des Ruderarms 19
findet statt, indem einem der Enden des hydraulischen
Zylinders via Leitung 21 oder 22 Druckmedium zugeführt
wird. Die Leitungen 21 und 22 sind mit einer
hydraulischen Pumpe 23 verbunden, die mittels eines
elektriscben Motors 24 angetrieben wird. Dieser
elektrische Motor 24 kann sich in beiden Richtungen
drehen so daß die Pumpe 23 Druckmedium entweder der
Leitung 21 oder der Leitung 22 zuführen kann.
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Die hydraulische Pumpe 23 und der sie antreibende
Motor 24 sind an dem Rahmen 10 angebaut, in welchem Rahmen
die verschiedenen Leitungen für Druckmedium verlaufen
können. Ein Behälter 25 für hydraulisches Medium ist
ebenso in den Rahmen 10 eingebaut und mit dem
Einfüllstutzendeckel 26 ausgestattet.
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Die Richtung, in die sich die Kolbenstange 17 bewegt,
wird durch den Drehsinn des Motors 24 festgelegt. Dieser
Drehsinn wird mittels der Regeleinheit 9 gesteuert, an die
von der Steuerradeinheit 1 Signale abgegeben werder.
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Um sicherzustellen, daß der Ruderarm 19 die gewünschte
Position erreicht, ist die Kolbenstange 17 mit einer
Kontrollstange 27 verbunden, die auf nicht weiter
dargestellte Weise mit dem Potentiometer 28 zusammenwirkt,
dessen Signale ebenso der Regeleinheit 9 zugeleitet
werden.
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Wenn die von den Potentiometern 5 und 28 ausgesandten
Signale angezeigen, daß der Ruderarm 19 die Position
erreicht hat, die der vom Steuerrad 2 vorgegebenen
Position entspricht, wird der elektrische Motor 24
ausgeschaltet, so daß der Ruderarm 19 in der gewünschten
Position bleibt. Sobald das Steuerrad in die eine oder
andere Richtung gedreht wird, wird der Motor 24 erreut mit
Strom versorgt, um die Kolbenstange 17 des hydraulischen
Zylinders 11 in die eine oder andere Richtung zu bewegen,
so daß der Ruderarm 19 in die gewünschte Position gebracht
wird. Letzterer wird mittels der Kontrollstange 27 und
dem mit ihr zusarnenwirkenden Potentiometer 28 überwacht.
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Der für den Antrieb des elektrischen Motors 24 und den
Betrieb der elektrischen Regeleinheit 9 nötige elektrische
Strom kann diesen mittels Eines Kabels 29 zugeführt
werden, das mit einer nicht gezeigten Batterie verbunden
ist, der auf bekannte Weise mittels eines vom Schiffsmotor
angetriebenen Generators Strom zugeführt werden karn.
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Ferner ist auf dem Rahmen 10 ein elektrisch
gesteuertes Kurzschlußventil 30 vorgesehen. Solange der
Vorrichtung keine Spannung zugeführt wird sorgt dieses
Ventil 30 für eine Verbindung zwischen den Leitungen 21
und 22, so daß der Ruderarm 19 von Hand geschwenkt werden
kann, weil das hydraulische Medium von einem Ende des
hydraulischen Zylinders 11 zum anderen Ende frei fließen
kann. Sobald der Regeleinheit 9 Spannung zugeführt wird,
wird das Ventil 30 geschlossen und die Vorrichtung ist
betriebsbereit.
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Wie schon oben bemerkt, können zwei elektrische
Schalter vorhanden sein, die die Regeleinheit 9 direkt
aktivieren können und die bspw. benutzt werden können,
wenn die Steuerradeinheit 1 aus irgendeinem Grund nicht
benutzt wird.
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In Fig. 1 ist zudem der Winkel α bezeichnet, um den
der Ruderarm 19, ausgehend von der mittleren Position,
maximal geschwenkt werden kann.
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Dieser Winkel wird im allgemeinen nicht mehr als 45º
betragen, wahrend das Steuerrad zu beiden Seiten eine
wesentlich größere Drehung ausführen kann.
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Das Verhältnis zwischen der Drehung des Steuerrades 2
und der des Ruderarms 19 kann mittels der Regeleinheit 9
festlegt werden.
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Es ist offensichtlich, daß nur ein mögliches
Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung in
der Zeichnung abgebildet und oben beschrieben worden ist,
und viele Veränderungen angebracht werden können ohne vom
Erfindungsgedanken abzuweichen.