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Steuerung von Flügelradpropellern Das Steuern der bekannten Flügelradschiffspropeller
mit um ihre Längsachse schwingenden Flügeln erfolgt durch zwei um 9o° versetzt angeordnete
Druckölservomotoren, von denen der eine zum Einstellen der Größe des Propellerschubes
in der Schiffslängsrichtung, also zum Steuern der Schiffsgeschwindigkeit dient und
der andere zum Verändern der Größe des Propellerschubes in der Querschiffsrichtung,
also zum Seitensteuern. Das Regelventil des Fahrtservomotors ist durch ein Gestänge
mit dem Fahrthebel im Führerstand verbunden und in gleicher Weise das Regelventil
des Steuerservomotors zum Seitensteuern mit dem Ruderrad. Die Kolben. der beiden
Servomotoren greifen mit je einer Kolbenstange an einem Ende eines Steuerknüppels
an, der etwa in der Mitte kugelig ,gelagert und an seinem andern Ende mit einer
im Laufrad gleitbar gelagerten Steuerscheibe verbunden ist. Von der Steuerscheibe
aus wird den Flügeln über ein Hebelgestänge die schwingende Bewegung mitgeteilt.
Die Knüppelauslegung bestimmt also die Steigung der Propellerflügel.
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Die Erfindung betrifft eine derartigeSteuerung und bezweckt, eine
solche Ausbildung des Steuergestänges und ein Verfahren zu seiner Betätigung, daß
möglichst günstige Fahreigenschaften des mit den Propellern ausgerüsteten Schiffes
erreicht werden.
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Ohne Berücksichtigen der konstruktiven Ausführungsmöglichkeiten kann
bei der be-I kannten Steuerung mit zwei Servomotoren und einem Steuerknüppel das
mit den Kolbenstangen der Steuermotoren verbundene Ende des Knüppels in einem Bereich,
im folgenden Fahrdiagramm genannt, verschoben werden, der durch die vier um die
Drehpunkte der Kolbenstangen in ihren Endstellungen
mit den Kolbenstangenlängen
als t wird Radien gezogenen Kreisbögen begrenz s. Abb. 1,1.
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Um dieses Fahrdiagramm möglichst gehend ausnutzen zu können und hierbei
möglichst günstige konstruktive Verhältnisse für., das Steuern des kreisförmigen
b Z,
propellers zu bekommen, muß die Kinematik der Steuerung so ausgelegt
werden, daß der - z' I Ort für die äußersten, ohne. Anschlagen des Hebelgestänges
einstellbaren Stellungen des Z, c
mit den Kolbenstangen verbundenen Steuerknüppelendes
ein Kreis ist, der dein durch die vier Kreisbögen abgegrenzten Fahrdiagramm einbeschrieben
ist. Dur Punkt 0 dieses Diagramms entspricht der Mittellage des Steuerknüppels,
in der die Steigung der Flügel gleich Null ist, diese also in allen Punkten tangential
. zum Flügelkreis liegen.
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PunktV entspricht dein Auslegen des Fahrthebels >>Voll voraus« und
der Punkt Z dem Auslegen des Fahrthebels auf Voll zurück«. Die PunkteS und B entsprechen
dein vollen Auslegen des Ruderrades nach Steuerbord oder Backbord. Die Größe der
Ordinaten für jeden Diagrammpunkt des in Abb. i gezeigten Fahrdiagramms ist somit
ein für die Fahrtsteigung, und die Größe der Abszissen ist ein M,1,1 für die Seitensteigung
des Propellers. Ans der Abb. i ist auch ersichtlich, daß bei Auslegen des Fahrthebels
auf >>Voll voraus« eine Seitensteuerung nicht vorgenommen werden kann, da hierbei
der Steuerpunkt außerhalb des Kreises zu liegen käme, was aber, wie bereits erwähnt,
nicht möglich wäre, da der Kreis den Ort der äußersten. ohne. Anschlagen des Hebelgestänges
einstellbaren Stellungen des Steuerpunktes c
darstellt. Das bedeutet aber,
daß bei F; ' hrt ,Voll voraus« ein Seitensteuern nicht möglich wäre und daß zum
Seitensteuern erst die Fahrtsteigung zurückgenommen v, erden müßte. Die gleichen
Verhältnisse ergeben sich bei den Steuerpunkte Z. S und B.
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Durch die erfindungsgemäße Ausführung, die darin besteht, daß bei
Betätigen des einen Servomotors der andere Servomotor in der Weise beeinflußt wird
daß die durch ihn hervorgerufene Komponente der Schaufelsteigung zurückgeht, werden
die genannten Schwierigkeiten restlos beseitigt. Zweckmäßigerweise wird hierzu das
Regelventil des Fahrtservomotors Mit dem Regelventil des Steuerservomotors über
ein Gestänge zum wechselseitigen Beeinflussen verbunden, so daß z. B. das Regelventil.
des Fahrtservomotors immer dann um einen gewissen veränderlichen Betrag zurückgenommen
wird, wenn das Regelventil des Steuerservomotors durch Betätigen des Ruderrades
im Führerstand verschoben wird, oder umgekehrt. Durch das neue Steuerungsverfahren
ist es möglich, die bekannten Fahreigenschaften der Flügelradschiffspropeller voll
auszunutzen n
andern Richturig auch ein beliebiges Seitensteuern oder umgekehrt bei vollem Auslegen
des Ruderrades auch ein beliebiges Auslegen des Fahrtsteuerhebels vorzunehmen. Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Steuerung besteht darin, daß sie so eingerichtet
werden kann, daß bei einer Fahrtsteigung Null durch Auslegen der Seitensteuerung
des Ruderrades das Schiff ohne Vorwärtsbewegen eine reine Drehbewegung ausführen
kann, während sich bei den bisher verwendeten Steuerungen hierbei infolge der unverbesserten,
gekrümmten Bahn des Steuerknüppels stets eine, wenn auch kleine Fährtkomponente
ergab.
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111 Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des zum Ausüben des erfindungsgemäßen
Verfahrens schematisch dargestellt. Der Fahrtservomotor ist Mit Io und der Steuerservomotor
mit II bezeichnet.
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Das Fahrgestänge 12 das Fahrtsteuerwerk- 1 mit dein Fahrthebel und
das Seitensteuergestänge 13 das Steuerwerk 11 des Seitensteuerservomotors mit dein
Ruderrad im Steuerhaus. Das Fahrtsteuerwerk 1 überträgt die im Steuerhaus mit dein
Fahrthebel gebenen Steuerimpulse auf das im Servomotorkolben 14 angeordnete Regelventil
15 und (las Steuerwerk 11 die Steuerbewegungen des Ruderrades auf das im Servomotorkolben
16 angeordnete Regelventil 17. Der Servomotorkolben 14 folgt dein Ventil i5 und
der Servomotorkolben 16 dein Ventil i7 um den jeweiligen Betrag des Verschiebens.
Die Kolbenstangen I8 und I9 verbinden die Servomotorkolben mit dem Knüppelkopf 20.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden min beispielsweise die
Seitensteuerbewegungen zum Zweck des günstigsten Ausnutzens von Fahrt- und Seitensteuerung
durch ein Verbindungsgestänge 28 auf das Fahrtsteuerwerk 1 übertragen. Bei
Betrachten einer Seitensteuerbewegung sei nunmehr angenommen, daß der Fahrthebel
auf »Volle Fahrt voraus« eingestellt, also das Fahrtsteuerwerk 1 nach der einen
Seite ganz ausgelegt sei. Bei Betätigen des Steitensteuergestänges 13 in der einen
oder andern Richtung schlagen die Hebel 22 und 23 um den Winkela in der eiiien
oder andern Richtung aus mid verstellen den Steuerstift 17 und entsprcch#,i-id deu
Servomotorkolbün 16 um einen ge#%isseii Betrag. Gleichzeitig mit den Hebeln
22 und 23 schlägt auch der
Hebel 27 um den Winkel
a aus und holt die Verbindungsstange 28 um einen Betrag zurück, der im Mittelwert
etwa gleich der Pfeilhöhe einer über dem Winkel 2 a gebildeten Sehne am Halbmessser
des Hebels 2-, ist. Der Hebel 29 und der Gabelhebel 3o des Fahrtsteuerwerkes
1 schlagen dabei um einen Winkel ß aus. Die Stange 3 1 zieht
den Punkt 32 des Dreieckhebels 34 aus seiner bisherigen Lage. Da nun der Punkt 3;
für den Dreieckhebel 34 bei Stillstehen der Steuerstange 12 als fester La gerpunkt
zu betrachten ist, tritt ein Drehen des Dreieckhebels 34 um diesen Punkt ein. Dies
hat ein Verschieben des Steuerstiftes 15 zur Folge. Das Einstellen des gesamten
Gestänges ist so getroffen, daß der Knüppel bei jeder Steuerbewegung unter Ausnutzen
der größtmöglichen Steigung sich innerhalb sei nes Anschlagkreises frei bewegen
kann. Wie aus der Abb. -- ersichtlich ist, ist das Beeinflussungsgestänge derart
ausgebildet, daß sowohl für Seitensteuerung nach Backbord (Verschieben der Stange
13 nach links in Abb. 2) als auch für Seitensteuerung nach Steuerbord (Verschieben
nach rechts) das Steuerventil 15 des Fahrtservomotors Io in der gleichen Richtung
zurückgenommen wird.
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in gleicher Weise, wie es in Abb. 2 für das Ventil 15 des Fahrtservomotors
Io gezeigt ist, kann umgekehrt, beispielsweise bei einem vorwiegend zum Steuern
verwendeten Propeller, das Ventil 17 des Steuerservomotors i i - mit dem" Steuergestänge
des Fahrtservomotors Io in Verbindung gebracht werden. Dieses Beeinflussungsgestänge
kann auch derart ausgebildet sein, daß sowohl das Ventil des Steuerservomotors bei
Betätigen des Fahrthebels- als auch das Ventil des Fahrtservomotors bei Betätigen
des Ruderrades in dein erfindungsgemäßen Sinne beeinflußt wird.