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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Eine solche Vorrichtung ist bekannt als die "MATHERS Micro
Commander Control".
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Nun sieht die vorliegende Erfindung eine Weiterentwicklung
dieser Vorrichtung vor, und zu diesem Zweck werden die
Merkmale benutzt, wie sie in deni kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruchs beschrieben sind.
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Es kann bemerkt werden, daß das Verwenden von Potentiometern
als solche zum Steuern eines elektrischen Motors
(Telegrafiervorrichtung zur Verwendung auf Schiffen) aus der
GB-A-320 078 bekannt ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zweite
Steuerpotentiometer ein Drehpotentiometer, das fest mit der Welle
des drehbaren Griffs gekoppelt ist.
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In diesem Fall schaltet der Betätigungsgriff des
Steuermechanismus die Umkehrkupplung innerhalb eines gegebenen
Winkelabschnitts zu beiden Seiten einer Neutralstellung und
steuert außerhalb dieses Abschnittes die Brennstoffzufuhr,
wobei in dem einen Steuersystem der Steuereinheit, das der
Steuerung der Umkehrkupplung dient, der elektronische
Steuerkreis einen niederen Schwellenwert für die Differenz
zwischen den ersten und zweiten Steuerpotentiometern hat,
wobei die maximale Verdrehung der Schaltwelle derart
eingestellt ist, daß die Umkehrkupplung vollständig
innerhalb dieses Winkelabschnittes umgewechselt wird, und
wobei in dem anderen Steuersystem, das der Steuerung der
Brennstoffzufuhr dient, der elektronische Steuerkreis einen
höheren Schwellenwert derart hat, daß lediglich außerhalb
des besagten Winkelabschnitts sein Einstellmotor
eingeschaltet wird.
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Insbesondere kann der Winkelabschnitt zu beiden Seiten der
Neutralstellung des Betätigungsgriffes des Steuermechanismus
15º sein.
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Im Falle einer solchen Vorrichtung muß beachtet werden, daß
keine ungewollten Schaltvorgänge stattfinden können, wie
beispielsweise ein Starten des Motors, wenn die
Umkehrkupplung eingeschaltet ist, und ähnliches. Zu diesem Zweck weist
der Steuermechanismus einen Betätigungsschalter auf, durch
den die Steuerung nur eingeschaltet werden kann, wenn sich
der Betätigungsgriff in seiner Neutral-(Null-)Stellung
befindet. In dieser Neutralstellung ist die Umkehrkupplung
ausgekuppelt, und es besteht keine Möglichkeit einer
falschen Benutzung des Motors. Eine Sicherheitsleuchte kann
ebenfalls vorhanden sein, um diese Sicherheitsstellung
anzuzeigen.
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In der Praxis ist es erwünscht, daß der Motor arbeiten kann,
ohne daß die Umkehrkupplung eingeschaltet ist, zum Beispiel
während des Startens und während des Aufwärmens der
Maschine. Um dies möglich zu machen, ist erfindungsgemäß
vorgesehen, daß während des Eindrückens des Betätigungsschalters
die Steuerung der Umkehrkupplung ausgeschaltet ist und nur
die Steuerung der Brennstoffeinspritzung betätigt werden
kann.
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Nun wird die Erfindung weiter beschrieben werden anhand
eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die
Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
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Figur 1 eine schematische Ansicht der verschiedenen
Hauptbestandteile einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
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Figur 2A eine schematische, geschnittene Seitenansicht
der Steuereinheit, die in ihr verwendet wird;
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Figur 2B eine schematische, geschnittene Draufsicht auf
die Steuereinheit und
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Figur 2C eine schematische, geschnittene Ansicht der
Steuereinheit von hinten.
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Wie in Figur 1 gesehen werden kann, umfaßt die gezeigte
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Fernsteuerungsvorrichtung als Hauptbestandteile eine Steuereinheit 19,
einen Ein-Griff-Steuermechanismus 21, von dem zwei gezeigt
sind, und eine elektrische Gleichspannungsguelle in der Form
eines Akkumulators 17. Wie in den Figuren 2A, 2B und 2C
gesehen werden kann, besteht die Steuereinheit 19 im
wesentlichen aus: einem Rahmen 2, zwei Abdeckungen 1, die zusammen
mit dem Rahmen das Gehäuse der Steuereinheit bilden, zwei
Einstellmotoren 5, 5A, zwei elektronischen Steuerkreisen 12
und 13 in der Form gedruckter Schaltungen und einer Platte
mit elektrischen Klemmleisten 11. Die Kraftabgabewellen der
zwei Einstellmotoren 5 sind jeweils mit einem
Getrieberadsegment 7 mit Griff versehen, welche jeweils ihrerseits ein
Potentiometer 9 bzw. 9A mittels eines Getrieberades 8
antreiben.
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An dem Griff jedes Getrieberadsegmentes 7 kann ein
Klemmbacken-Endstück 6 angeordnet werden, wobei diese
Klemmbacken-Endstücke 6 ihrerseits an zwei Schub-und-Zug-Kabeln 3
bzw. 4 angeordnet sind, wobei diese zwei Schub-und-Zug-Kabel
mittels einer Verbindungsplatte 14 wasserdicht mit dem
Gehäuse der Steuereinheit verbunden sind.
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Der Ein-Griff-Steuermechanismus besteht aus einem
wasserdichten Gehäuse 21, in dem ein Potentiometer angeordnet ist,
auf dessen Ausgangswelle der Betätigungsgriff 22 angeordnet
ist. Ferner ist das Gehäuse mit einer Kontrolleuchte 23 und
einem Betätigungsschalter 24 versehen.
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Die elektrische Verbindung zwischen der Steuereinheit 19 und
dem einen oder mehreren Ein-Griff-Steuermechanismen 21 wird
mittels elektrischer Mehrleiterkabel 20 erhalten, die mit
den elektrischen Klemmleisten 11 verbunden sind.
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Die Energie für das gesamte System wird von einem 12-Volt-
oder 24-Volt-Akkumulator (Batterie) 17 geliefert. Dieser
Akkumulator ist wiederaufladbar, was hauptsächlich durch einen
Stromgenerator des Schiffes oder des Industriemotors
geschieht. Während des Gebrauchs der elektronischen
Motorsteuerung wird der Motor und damit auch der Generator in Betrieb
sein, und so wird der Akkumulator wieder aufgeladen werden.
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Die elektrische Verbindung zwischen dem Akkumulator 17 und
der Steuereinheit 19 besteht aus zwei elektrischen
Versorgungskabeln 18.
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Die Verbindung zwischen der Steuereinheit 19 und der
Brennstoffeinspritzpumpe wird durch das Schub-und-Zug-Kabel 4,
zwischen der Steuereinheit und der Umkehrkupplung durch das
Schub-und-Zug-Kabel 3 erhalten.
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Ein solches Schub-und-Zug-Kabel besteht aus einer äußeren
Hülle, in der ein inneres Kabel hin- und herbewegt werden
kann. Der maximale Hub des inneren Kabels beträgt 76,2 mm.
Die äußere Hülle des Kabels ist mit dem Rahmen 2 mittels
Verbindungsplatten 14 und mit dem Motor mittels
Befestigungsklötzen 25 verbunden. Das innere Kabel ist mit dem
Griff 7 des Einstellmotors 5, 5A mittels des Klemmbacken-
Endstückes 6 und mit dem Steuerhebel 15 der Umkehrkupplung
oder mit dem Steuerhebel 16 der Brennstoffeinspritzpumpe
oder des Vergasers mittels eines Klemmbacken-Endstückes
verbunden.
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Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
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In der elektrischen Verbindung 18 zwischen dem Akkumulator
17 und der Steuereinheit 19 muß ein (nicht gezeigter)
elektrischer Hauptschalter vorhanden sein. Wenn dieser
eingeschaltet wird, werden die elektronischen Steuerkreise 12 und
13 mit Strom versorgt.
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Indem außerdem der Betätigungsschalter 24 eines der Ein-
Griff-Kontrollmechanismen 21 eingeschaltet wird, kann der
betreffende Ein-Griff-Steuermechanismus benutzt werden. Der
Betätigungsschalter 24 kann nur umgeschaltet werden, wenn
die Kurbel 22 sich in ihrer Neutral-(Null-)Stellung
befindet. In diesem Fall beginnt die Kontrolleuchte 23 zu
leuchten und zeigt dadurch an, daß der
Ein-Griff-Steuermechanismus benutzt werden kann.
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Daß der Betätigungsgriff 22 in seiner Neutralstellung sein
muß, wird aus Sicherheitsüberlegungen heraus so
eingerichtet. Wenn der Betätigungsgriff 22 sich in seiner
Neutralstellung befindet, befindet sich auch der Betätigungshebel
15 der Umkehrkupplung in seiner Neutralstellung (in der
Mitte seines Hubes), und der Betätigungshebel 16 der
Brennstoffeinspritzpumpe oder des Vergasers befindet sich am
Anfang oder am Ende seines Hubes und ist in beiden Fällen
stationär.
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Wenn der Betätigungsgriff 22 vorwärts bewegt wird, z.B. um
15º geschwenkt wird, nimmt das mit ihm gekoppelte
Potentiometer eine andere Stellung ein. Die Stellung dieses
Potentiometers entspricht nicht der Stellung des Potentiometers
9. Der elektronische Steuerkreis 12 verarbeitet dies und
steuert den betreffenden Einstellmotor 5 auf solche Weise,
daß dies das Getrieberadsegment 7 in die Stellung bringt,
die derjenigen des Potentiometers des
Ein-Griff-Steuermechanismus entspricht. Weil sich der Griff des
Getrieberadsegments 7 bewegt, nimmt dieses auch das Klemmbacken-
Endstück 6 und auch das innere Kabel des Schub-und-Zug-
Kabels 3 mit sich, und so nimmt der Betätigungsgriff 15 eine
andere Stellung ein. Diese Stellung kann die Stellung
"vorwärts" oder "rückwärts" der Umkehrkupplung sein. Es ist
üblich, daß, wenn der Betätigungsgriff 22 vorwärts bewegt
wird, auch die Umkehrkupplung in ihre Stellung "vorwärts"
gelangt, während durch Bewegen des Betätigungsgriffes 22
nach rückwärts die Umkehrkupplung auf "rückwärts" geschaltet
wird.
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Während der oben erwähnten Vorgänge wird das Schub-und-Zug-
Kabel 4 nicht bewegt, und dieses ist immer noch in seiner
stationären Stellung. Wenn der Betätigungsgriff 22 weiter
bewegt wird als die ersten 15º, nimmt das Potentiometer
wiederum eine andere Stellung ein, die nicht der Stellung des
Potentiometers 9A, das zum Schub-und-Zug-Kabel 4 gehört,
entspricht. Der elektronische Steuerkreis 13 verarbeitet das
von ihm empfangene Referenzsignal und steuert den
betreffenden Einstellmotor 5A so, daß dies das Getrieberadsegment 7A
in eine Stellung bringt, die derjenigen des Potentiometers
in dem Ein-Griff-Steuermechanismus entspricht. Weil sich der
Griff des Getrieberadsegments 7A bewegt nimmt dieses das
Klemmbacken-Endstück 6 und durch dieses das innere Kabel des
Schub-und-Zug-Kabels 4 mit sich. Nun nimmt auch der
Betätigungsgriff 16 der Brennstoffeinspritzung oder des Vergasers
eine andere Stellung ein. Der Motor wird aufgedreht und der
Motor dreht schneller.
Zusammenfassend:
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Wenn der Betätigungsgriff 22 vorwärts bewegt wird, wird die
Umkehrkupplung über die ersten 15º der Auslenkung auf
"vorwärts" geschaltet, und von jenen 15º bis zu ungefähr 90º
wird der Motor aufgedreht.
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Wenn der Betätigungsgriff 22 rückwärts bewegt wird, wird die
Umkehrkupplung über die ersten 15º der Auslenkung auf
"rückwärts" geschaltet, und nach jenen 15º wird der Motor
ebenfalls aufgedreht.
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Wenn der Betätigungsschalter 24 eingeschaltet wird (nur
möglich, wenn sich der Betätigungsgriff in seiner
Neutralstellung befindet), kann der betreffende
Ein-Griff-Steuermechanismus benutzt werden. Wenn der Betätigungsschalter
24 eingedrückt gehalten wird, wird die Umkehrkupplung
während einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des
Betätigungsgriffes 22 über die ersten 15º nicht eingeschaltet, aber
wenn der Betätigungsgriff 22 weiter bewegt wird als diese
15º, wenn der Betätigungsschalter 24 eingedrückt ist, wird
der Motor lediglich aufgedreht. Dieses Ausschalten der
Umkehrkupplung ist beispielsweise notwendig zum Starten des
Motors oder zum Aufwärmen des Motors.
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Wenn der Betätigungsgriff 22 schnell bewegt wird, bewegen
sich auch beide Einstellmotoren 5 und 5A schnell. Wenn sich
andererseits der Betätigungsgriff 22 langsam bewegt, bewegt
sich auch der Einstellmotor 5, 5A langsam. Dies wird durch
die elektronischen Schaltkreise 12 und 13 gesteuert.
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Die elektronischen Schaltkreise 12 und 13 sind mit den
notwendigen Schutzvorkehrungen versehen, um ein Überhitzen der
Einstellmotoren zu verhindern, aber auch, um ein Überhitzen
der elektronischen Schaltkreise als solche zu verhindern.
Mit Hilfe der Kontrolleuchte 23 kann dies sichtbar gemacht
werden. Nur ein Ein-Griff-Steuermechanismus kann zu jeder
Zeit in Betrieb sein.
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Viele Modifikationen sind in dem System als Ganzem möglich.
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So kann der Steuermechanismus 21 mit einem Betätigungsgriff
22 für die Steuerung eines Motors für Brennstoff und
Umkehrkupplung (eine Steuereinheit) versehen sein.
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Es ist auch möglich, daß der Steuermechanismus 21 zwei
Betätigungsgriffe 22 zum Steuern zweier Motoren für Brennstoff
und Umkehrkupplung aufweist, in welchem Fall dann zwei
Steuereinheiten erforderlich sind.
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Die Ausführungsform kann auch dergestalt sein, daß der
Betätigungsmechanismus zwei Betätigungsgriffe 22 für das Steuern
eines Motors aufweist, in welchem Fall der eine
Betätigungsgriff 22 für den Brennstoff und der andere Griff nur für die
Umkehrkupplung zuständig ist (in welchem Fall eine
Steuereinheit verwendet wird).
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Wenn die oben erwähnten Steuereinheiten an verschiedene
Steuermechanismen 21 gekoppelt werden, können die Motoren
auch von einer Anzahl verschiedener Orte aus gesteuert
werden.
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Wenn der elektrische Hauptschalter ausgeschaltet wird, wird
auch das ganze System ausgeschaltet.
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Die elektronischen Steuerkreise 12 und 13, die die Form von
gedruckten Schaltungen aufweisen, können ferner mit einer
Blockierschaltung versehen werden, die verhindert, daß der
Motor gestartet wird, wenn der Betätigungsgriff 22 sich in
einer solchen Stellung befindet, daß die Umkehrkupplung
vorwärts oder rückwärts geschaltet wird. Dies stellt eine
sogenannte Startsicherung daß. Mittels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wird auf vorteilhafte Weise erreicht, daß keine
langen und schwer zu installierenden Schub-und-Zug-Kabel
erforderlich sind, sondern nur sehr kurze, die leicht zu
installieren sind, während die Entfernung, die überbrückt
werden muß, nämlich von Steuereinheit zu Steuermechanismus,
lediglich durch elektrische Mehrleiterkabel überbrückt werden
muß, die leicht zu installieren sind und keinerlei Problem
stellen.
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Mittels der elektronischen Steuerkreise 12 und 13 besteht
die Möglichkeit, den Hub beider Schub-und-Zug-Kabel
einzustellen. Normalerweise beträgt dieser Hub 76 mm, aber durch
Einstellen kann dieser von 45 mm bis zu 76 mm variieren.
Ferner können die elektronischen Schaltkreise 12 und 13 mit
einer Zeitverzögerung versehen werden, was in Notfällen
wichtig sein kann. Angenommen zum Beispiel, ein Schiff fährt
vorwärts, und es tritt eine Situation auf, in der plötzlich
rückwärts gefahren werden muß, während der Motor mit
maximaler Geschwindigkeit läuft, und der Betätigungsgriff 22 wird
auf einmal von "Vollgas vorwärts" nach "Vollgas rückwärts"
bewegt, dann hat der Motor nicht die Zeit, während des
Schaltens der Umkehrkupplung stationär zu laufen. Dadurch
kann beträchtlicher Schaden an der Umkehrkupplung, der
Schraubenwelle usw. entstehen. Durch die Zeitverzögerung hat
der Motor die Gelegenheit, seine Leerlaufgeschwindigkeit zu
erreichen und daß erst dann die Umkehrkupplung umgeschaltet
wird. Abhängig von der Geschwindigkeit, beträgt die
Zeitverzögerung viele oder wenige Sekunden; im Falle
maximaler Geschwindigkeit viele Sekunden und im Falle einer
Geschwindigkeit knapp oberhalb der Leerlaufgeschwindigkeit
nur einige Sekunden.