DE7511765U - Handstelltrieb für die Ruderanlage von Segel· und Motorfahrzeugen - Google Patents

Description

ΡΛΊ E N Γ Λ N WA L". I:

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. I i,!( ι

BRAUNSCHWEIG MU N C ill N

Karlheinz Wedekind 3012 Langenhagen, F.iderweg 1'4

|;' "Handstelltrieb für die Ruderanlage von Segel- und Mot-orf.

I. zeugen"

L.

Die Erfindung betrifft einen Handstelltrieb für die Ruderanlage von Segel- und Motorfahrzeugen mit einer durch das Har.dsteuerrad in beiden Richtungen antreibbaren Hydraulikpunpe, deren beide Anschlußleitungen mit einen hydraulischen Stellmotor für das Ruder verbindbar sind.

Hydraulische Ruderanlagen sind für große Segeljachten, für Fischkutter oder Spezialfahrzeuge und Schlepper sov;ie für Motorj achten bekannt.

Hierbei ist ein doppeltwirkender hydraulischer Zylinder an den Betätigungsarm der Ruderanlage angelenkt. Die beiden Leitungen des Druckmittelzylinders sind an eine Eteuerradpurnpe angeschlossen, lie über das Steuerrad betrieben wird und über KuIl steuerbar ist, so daß je nach Drehrichtung die eine oder die

7511765 04.09.75

andere Seite des Betätigungskolbens vom Druckmittel beaufschlagt wird. Dabei ist es weiterhin bekannt, das Ölvolumen der Puir.pe durch einStellrad zu verändern, um eine Anpassung, eier Umdrehung des Steuerrades zum Stellweg des Betätigungszylinders zu erhalten. Zwischen der Steuerradpumpe und dem hydraulischen Zylinder sind entsprechende Ventileinrichtungen angeordnet.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen solchen Handstelltrieb für Ruderanlagen weiter zu verbessern, um insbesondere bei der Anwendung bei Segel- und Motorfahrzeugen eine automatische Veränderung des Ölvolumens der Steuerradpumpe zu gewährleisten, so daß die Bedienungsperson ohne besondere Aufmerksamkeit auch bei veränderlichem Ruderwiderstand stets nur etwa die gleiche Kraft aufzubringen hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer Bohrung des Furnpengehäuses ein Regelkolben geführt ist, der mit einem Ende an die Schiefscheibe der als Axialkolbenpumpe ausgebildeten Steuerradpumpe angelenkt ist und sich mit seinem anderen Ende an einer Feder abstützt, und daß eine von der Feder abrxv:andte Ringfläche des Regelkolbens über Bohrungen im Punpenneh&use ständig mit der jeweiligen Druckleitung verbunden ist.

7511765 04.09.75

Die Anordnung kann hierbei se ₃etroffen werien, daß die Bohrung in die Kammer eines Wechselventils mündet, wobei die beiden sich gegenüberliegenden Enden dieser Kammer über Anschlußbohrungen mit den Anschlüssen der beiden Leitungen verbunden sind.

Aufgrund der neuen Anordnung wird gewährleistet, daß der in der jeweiligen Druckleitung der Anordnung herrschende Druck selbsttätig als Stellkraft auf die Schiefscheibe der Steuerrandputnpe zurückgeführt wird, so daß deren Schwenkstellung sich automatisch verändert, und zwar derart, daß bei zunehmendem Widerstand am Ruder und damit zunehmendem Druck in der jeweiligen Druckleitung die Schiefscheibe in Richtung auf eine geringere Neigung verschwenkt wird, so daß die Bedienungsperson zur Verstellung des Ruderblattes um den gleichen Winkel oder zur Förderung der gleichen Ölmenge einen größeren Winkel oder mehrere Umdrehungen als zuvor am Steuerrad durchführen muß. Bei abnehmendem Widerstand am Ruderblatt verschwenkt die Schiefscheibe automatisch in Richtung auf eine stärkere Neigung, so daß sich die Ölmenge, die von der Pumpe pro Umdrehung der Pumpenwelle gefördert wird, entsprechend vergrößert.

Durch entsprechende Einstellung der Feder des Reglerkolbens und die Ausbildung des Kolbens selber kann sichergestellt v/erden, daß unabhängig von Änderungen des Widerstandes am

Ruderblatt die Bedi'· mngsperson bei der Bedienung der Ruderanlage stets die gleiche Leistung aufzubringen bat.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

!ig. 1 einen die Pumpenacbse enthaltenden Schnitt durch die SteuerradpuiDpe mit Leistungsregler gemäß der Erfindung;

Pig. 2 einen Querschnitt durch die Pumpe nach Pig. 1, wobei der Schnitt etwa in der Ebene des einen Anschlußstutzens der Pumpe gelegt ist und

Fig. 3 ein Schaltbild, welches die Wirkung der Torrichtung gemäß der Erfindung in vereinfachter Weise erläutert.

Da hydraulische Stelltriebe für Ruderanlagen als solche bekannt sind, braucht ein solcher Stelltrieb nicht näher beschrieben zu werden.

Bei dem Stelltrieb gemäß der Erfindung ist die Steuerradpumpe mit einer Welle 1 versehen, die bei 2 mit dem Steuerrad der Ruderanlage verbundeu werden kann. Die Puiupenwelle 1 ist

7511765 04.09.75

in dem Deckel des Pnropengebäuses 2o -nittels Lager 11 gelagert und v/eist im Inneren des Gehäuses einen scheibenförmigen Stirnteil 3 auf, ai, dem der ringförmige Kolbenblock 4 befestigt ist. In dem Kolbenblock sind mehrere zur Pumpenachse parallele Zylinlerbobrungen 24 vorgesehen, in denen die Pumpenkolben 5 vsrpcbiebbar geführt sind. An der Stirnscheibe 3 liegen in jeder Zylinderbohrung Druckfedern 6 an, welche jeweis bestrebt sind, den zugehörigen Kolben 5 in Pip;. 1 nach links zu drängen, also in die ausgefahrene Stellung gegenüber der Zylinderbohrung 24·

Das vordere kegelsturopfförm.ige Ende der Kolben 5 liegt unter der Vorspannung der Pedern an dem G-J citring 14 an, der über Lager 15 in einer Schiefscheibe 15 frei drehbar gelagert ist. Die Schiefscheibe selber nimmt an den Umlaufbewegungen des Kolbenblockes 4 und der Kolben 5 nicht teil. Die Schiefscheibe is i; in dem Gehäuse 20 um eine quer zur Achse der Weile 1 verlaufende Achse mittels Wellenstummeln 22 schwenkbar gelagert.

In die zentrale Bohrung des ringförmigen Kolbenblrokes 4 ragt ein zylindrischer Steuerzapfen 12, der fest mit dem Gehä\ise verbunden ist, und der zwei achsparallele Läo^sbohrungen aufweist, von denen eine in Fig.1 bei 10 teilweise abgeschnitten, teilweise gestrichelt wiedergegeben ist. Rahe de, freien Vv₁:] des Steuerzapfena 12 weist dieser zwei sich diametral ge^on-

7511765 04.09.75

überliegende schmale Umfangsausfräsungen 9 bzw. 26 auf, welche Kit jeweils einer der Längsbohrungen in Verbindung steüen. Diese beiden Umfangsauscbnitte bilden in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Purapenwelle 1 den Saugraum bzw. den Druckraura im Steuerzapfen 12. Mit diesen Räumen können wechselweise die Zylinderräume des Kolbenblockes 4 der Pumpe über Bohrungen 7 bzw. 8 in Verbindung treten.

Am abgewandten Ende des Steuerzapfens 12 sind die axialen Bohrungen mit zwei radialen Bohrungen 18 bzw. 25 verbunden, die über Rückschlagventile mit der Innenkaromer der Pumpe in Verbindung stehen, welche zugleich als Druckniittelvorratsraum oder Ölsumpf dient. Weiterhin sind die radialen Bohrungen und 25 mit den beiden Anscblußetutzen 16 und 17 verbunden, an welche die beiden Speiseleitungen des Hydraulikzylinders anschließbar sind. Die entsprechenden Anschlußstutzen sind an einem Anschlußblock 28 vorgesehen, indem ein dritter Anschluß '. 16a vorgesehen ist, der eine Rücklaufleitung der Anlage unmittelbar mit dem Sumpf des Innenraumes der Pumpe verbirdet, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht.

In dem Anschlußblock 28 ist in einem Einsatz ein Wechselventil 30 vorgesehen, das in einer Erweiterung eine Ventilkugel aufweist, die wechselweise mit den sich gegenüberliegenden Mündungen von zwei Anschlußbohrungen abdichtend zusammenwirken kann. Diese Anschlußbohrungen führen zu den beiden radialen

7511765 cu.09.75

I I t I » I

leitungen 16 und 17, bo daß in Abhängigkeit von dem Druckunterschied in diesen beiden Leitungen die Kugel des Wechselventils au der einen oder der anderen Mündung abdichtend anliegt.

An die Erweiterung ist eine Bohrung 31 angeschlossen, die durch den Anschlußblock 28 und durch das Gehäuse 20 der Pumpe geführt ist und, wie dies Pig. 2 zeigt, in einer Ringkaroroer 32 mündet. Diese Ringkatnroer wird zwischen einer zur Achse der Puropenwelle 1 parallelen Gehäusebohrung 34 und dem Kopf eines in dieser Bohrung axial verschiebbaren Kolbens 33 gebildet. Ein Anschlag des Kolbenblockes begrenzt die Bewegung des Kolbens 33 Γη Fig. 1 nach links, wie dies aus dieser 3?igur zu erkennen ist. Außerdem kann eine Dichtungsman-schette in den Ringraum eingelegt sein, welche den Ringraum gegenüber dem übrigen Teil der Bohrung 34 abdichtet, welcher Teil über eine Bohrung mit dem Sumpfraum ira Pumpengehäuse in Verbindung steht. In diesem Teil der Bohrung 34 ist außerdem eine Druckfeder 38 angeordnet, die sich mit ihrem einen Ende am Deckel des Gehäuses 20 abstützt und mit ihrem anderen Ende an der Stirnseite des Kolbens 33 anliegt. Der Kolben 33 ist über einen Stift 35 mit einem Anlenkstück verbunden, an dem ein lenker 36 angelenkt ist, dessen anderes Ende bei 37 an die Schiefscheibe 13 angelenkt ist.

7511765 04,09.75

Man erkennt,daß bei Drehung der Pumpenwelle 1 und bei Schräg-Btellung der Schiefscheibe 13 die Pumpenkolben entweder in ■ der radialen Bohrung18 oder in der radialen Bohrung 25 in Abhängigkeit von der Drehr;.chtung einen Druok erzeugen, der über ! die Anschlußstutzen auf die eine Seite des Betätigungskolbens ι des Ruders zur Wirkung gebracht wird. Wenn angenommen wird, : daß dieser Druck in der Bohrung 18 vorliegt, so wirkt dieser

auf das Wechselventil 30 derart, daß die zugehörige Ventilkugel die Verbindung der Erweiterung des Wechselventils 30 mit der - ^! radialen Bohrung 25 unterbindet, wohingegen die Verbindung zwischen der radialen Bohrung 18 und der Bohrung 31 und dem 'ΐ_; Ringrauoi 32 aufgedeckt wird. Dadurch wirkt der entstehende jl Druck nicht nur auf den Betätigungsaylinder des Ruders, sondern ^ « auch auf den Kolben 33 des Leistungsreglers. Soweit dieser^;, ί|| Druck die Spannung der Feder 38 übersteigt, beginnt der KoI- ..|g ben 33 in Fig. 1 nach rechta zu wandern, bis die auf den ^!f Kolben 33 wirkende hydraulische Kraft der entgegenwirkenden y Federkraft entspricht. Bei der Wanderung des Kolbens 33 wird -|| die Schiefscheibe 13 in Richtung auf eine zur Achse der Pumpenwellei senkrechte Stellung mitgenommen, d. h. die volumetrische Leistung der Pumpe verringert. Das bedeutet, daß zum Verschwenken des Ruderblattes eine größere Winkelbewegung ! der Pumpenwelle 1 und des zugehörigen Steuerrades ausgeführt werden muß. Sinkt der Druck in der Leitung 18, so sinkt auch der Druck in der Ringkammer 32, so daß die Feder 38 den ' Kolben 33 weiter nach links schieben kann. Die dadurch größere :

Neigung der Schiefscheibe führt zu einer '-!cbohung der volumetrischen Leistung der Pumpe, so daß zürn Verschwenken dcu Ruderblattes um die Winkeleinheit eine geringere Winkeldrc-hun ■■■

§.. der Puropenwelle 1 und des Steuerrades erforderlich ist.

I*- Die gleichen Verhältnisse liegen vor, wenn die Putnpenwelle 1

i!^:· in der entgegengesetzten Richtung rotiert wird, d. h. wenn

Il nunmehr in der radialen Bohrung 25 der höhere Druck vorliegt.

ρ In diesem F&lle ist diese Bohrung 25 über das Wechselventil $0

ρ mit dem Ringraum 32 des Leistungsreglers verbunden.

$. Man erhält also eine automatische Anpassung der Stellung der

Schiefscheibe und damit der volumetrischen Leistung an den in der jeweiligen Druckleitung herrschenden Druck und damit an den Widerstand, der einer Verstellung des Ruderblattes in der gewünschten Richtung entgegenwirkt. Die Einrichtung kann dabei so getroffen v/erden, daß die Bedienungsperson stets die gleiche Leistung für die Verstellung des Ruderblattes um gleiche Winkel aufbringen muß, und zwar unabhängig von den am Ruderblatt angreifenden Kräften.

In Fig. 3 iat die Anordnung nochmals näher anhand eines Schaltplanes erläutert. In diesem sind Teile, die auch in den Fig. 1 und 2 erscheinen, mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. I und 2 bezeichnet, Dieregelbare Steuerpumpe ist in Fig.3

7511765 04.09.75

- 1ο -

allgemein mit 40 bezeichnet. Die beiden Speiseleitungen 16 und 17 geben über Rückschlagventile 43, 44 zu einer Ventileinricbtung 45, welche die Leitungen mit den beiden Seiten des Betätigungskolbens im Zylinder 46 für das Ruder-blatt verbindet. Yon dem Ventil 45 gebt eine Rücklaufleitung 48 zu dem Sumpf 47. Dia Verbindung erfolgt durcb die Bohrung 16a im Abscblußblock 28 der Pig. 1. Hinter den Rückschlagventil an 43 und 44 liegt das Wechselventil 30, dessen Ventilkammer über Leitung 31 mit dem Ringraum des Kolbens 33 des Leistungsregler verbunden ist. Mit 38 ist in Fig. 3 die Feder gezeigt. Die beiden Leitungen 16 und 17 sind über Rückschlagventile 41 mit dem inneren Raum der Pumpe verbunden, der zugleich den Sumpf 42 bildet.

Die weiteren Funktionen der Teile gehen aus der vorhergehenden Beschreibung der Wirkungsweise der Anlage hervor.

7511765 04.09 75

Claims (2)

I I I t I > I ι β ι ι II' I · ft > I I - 11 - Schutzansprüche

1. Handstelltrieb für die Ruderanlage von Segel- und Motorfahrzeugen mit einer durch das Handsteuerrad in beiden Richtungen antreibbaren Hydraulikpumps, deren beide Anschlußleitungen mit einem hydraulischen Stellmotor für das Ruder verbindbar sind, dadurch. gekennzeichnet, daß in einer Bohrung (3*0 des Pumpengehäuses (20) ein Reglerkolben (33) geführt ist, der mit einem Ende (35»36) an die Schiefscheibe (13) der als Axialkolbenpumpe ausgebildeten Steuerradpumpe angelenkt ist und sich mit seinem anderen Ende an einer Feder (38) abstützt, und daß eine von der Feder abgewandte Ringfläche des Reglerkolbens (33) über I Bohrungen (3D im Purnpengehäuse ständig mit der jeweiligen Druckleitung (l8 bzw. 25) verbunden ist.

2. Handstelltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu dem Reglerkolben (53) führende Verbindungsbohrung (3D in die Kammer eines Wechselventils

. (30) Kündet, deren Enden über Bohrungen mit den Anschlüssen /tÜ-flL (16,17) ^«»beiden Speiseleitungen des hydraulischen Stell-23. 5, TS motors verbunden sind.