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Handsteuergerät für kraftbetriebene Rudermaschinen Bei elektrischen,
hydraulischen oder mit Dampf betriebenen Steuerruderanlagen für Schiffe braucht
der Rudergänger am Handrad der Steuersäule nur die verhältnismäßig geringe Kraft
aufzuwenden, die notwendig ist, um die Steuerglieder, z. B. elektrischen Schalter,
Ventile oder Schieber, zu verstellen, die den motorischen Antrieb des Ruders steuern.
Die Größe dieser Kraft ist lediglich: durch den geringen Reibungswiderstand des
Steuergetriebes, jedoch nicht durch den Widerstand bestimmt, den. das Ruderblatt
selbst seiner Lageänderung entgegensetzt, da sein Widerstand durch den motorischen,
Antrieb Überwunden wird. Dabei ist die am Handrad der Steuersäule aufzubringende
Kraft nahezu konstant, und zwar gleichgültig, ob das Ruderblatt sich gerade mittschiffs,
oder in seiner äußersten Steuerbord- oder Backbordlage befindet. Infolgedessen fehlt
dem Rudergänger im Gegensatz zu einem reinen Handantrieb des Ruders eine gefühlsmäßige,
durch die erforderliche Änderung des Kraftaufwandes bedingte Kontrolle über die
jeweilige Lage des. Ruderblattes.
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Nach der Erfindung wird eine solche gefühlsmäßige und sinnfällige
Kontrolle bei kraftbetriebenen Rudermaschinen unter Benutzung eines Handsteuergerätes,
bei dem zwischen der Steuerwelle der Lenkradsäule
und dem Antrieb
für die Steuerung der Rudermaschine ein veränderliches Übersetzungsgetriebe eingeschaltet
ist, durch die Kombination folgender beiden Merkmale erreicht, daß nämlich i. das
veränderliche übersetzungsgetriebe aus zwei durch einen nachgiebigen Riementrieb
miteinander gekuppelten elliptischen Riemenscheiben besteht, deren Hauptachsen um
9o° zueinander versetzt sind, und daß 2. in das Übersetzungsgetriebe eine Rückführfeder
eingeschaltet ist. Hierdurch wird erreicht, daß die am Handsteuerrad aufzuwendende
Verstellkraft sich von der Mittelstellung aus zu den beiden Ruderendlagen allmählich
steigert, so, daß der Rudergänger die von der Maschine auszuübende Kraft gefühlsmäßig
erfassen und in den Mittellagen feinfühlig steuern kann; gleichwohl bleibt die Möglichkeit
gewahrt, das Handrad mit nur einer Handradumdrehung schnell in die Endlage zu bringen,
während beim Loslassen des Handsteuerrades außer der Steuerung auch das Ruder in
die Mittellage zurückkehrt.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt, und -zwar zeigt Abb. i die Einrichtung in einer Schematischen
Seitenansicht, Abb. 2 den Steuervorgang am Handrad. der Lenkradsäule in einem Diagramm,
in dem die Stellung des Handrades über der Lage des Ruderblattes aufgetragen ist.
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Die Lenkra.dsäule i trägt in bekannter Weise oben das Gehäuse 2 für
den Ruderlageanzeiger, den Kompaß und die einsteilbare Endlagenbegrenzung 3. über
diesem Gehäuse 2 spielt das Steuerhandrad 4, dessen Drehung durch eine Welle-5 durch
ein auf dieser Welle aufgLkeiltes Ritze16 auf einen Zahnkranz ;7 auf der Welle 8
übertragen wird. Auf der Welle 8 ist eine elliptische Riemenscheibe g befestigt,
die durch einen nachgiebigen Riementrieb io, beispielsweise ein Stahlband mit eingeschalteter
Feder i i, mit einer zweiten elliptischen Riemenscheibe 12 gekuppelt ist. Die Riemenscheibe
i2 ist auf der Steuerwelle 13 des motorischen Ruderantriebes befestigt.
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Die Welle 8 ist durch einen Mitnehmer 14 mit dem einen Ende einer
Bandfeder 15 gekuppelt, deren anderes Ende sich gegen einen Festpunkt 16 abstützt.
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Wie die Abb. i erkennen läßt, sind die durch das federnde Stahlband
io, i i miteinander gekuppelten elliptischen Riemenscheiben 9, 12 gegenseitig um
go° versetzt auf ihren Wellen 8 und 13 gelagert. Das Übersetzungsverhältnis zwischen
der Handradivelle 5 und der Steuerwelle 13 ist dabei so bemessen, daß eine einzige
Umdrehung des Handrades 4 das Ruderblatt aus der Mittschiffslage in jede der beiden
Endlagen steuert. Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende:
Beim Drehen des Handrades 4 wird die Welle 8 über das Zahnradgetriebe 6, 7 gedreht,
wobei sich die Feder 15 spannt. Die hierdurch bedingte Drehbewegung der Riemenscheibe
9 wird durch die nachgiebige Riemenverbindung io, i i auf die Riemen-Scheibe 12
und somit auf die Steuerwelle 13 übertragen, die ihrerseits den motorischen Antrieb
für das Ruderblatt so verstellt, daß sich das. Ruder in die von dem Handrad 4 verlangte
Stellung bewegt.
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In dem Maße, wie die Riemenscheibe 9 aus ihrer dargestellten, der
Mittschiff slage des Ruders entsprechenden Stellung herausbewegt wird, ändert sich
infolge der elliptischen Form dieser Riemenscheibe auch der Hebelarm, an dem der
Riementrieb io, i i an der Scheibe angreift, und zwar vergrößert sich dieser Hebelarm
hinsichtlich der Scheibe 9, während sich der entsprechende Hebelarm hinsichtlich
der zweiten elliptischen Riemernscheibe 12 verkleinert. Dies bedeutet eine Änderung
des Übersetzungsverhältnisses zwischen den beiden Wellen 8 und 13 und damit auch
eine Änderung des Kraftaufwandes am Handrad 4 in dem Sinne, daß der Rudergänger
infolge der gleichzeitig steigenden Vorspannung der Feder 15 eine um so größere
Kraft am Handrad 4 aufwenden. muß, je größer der verlangte Winkelausschlag des Ruderblattes
ist. Der Rudergänger erhält also auf Grund des am Handrad 4 aufzubringenden Kraftaufwandes
eine gefühlsmäßige und sinnfällige Kontrolle über die jeweilige Lage des Ruderblattes.
Dabei fühlt er beim Zurückführen, des. Handrades 4 in die Rudermittschiffslage die
unterstützende Kraft der Feder 15, die ähnlich wie der auf das Ruderblatt wirkende
Wasserdruck in dem Maße abnimmt, wie sich das Ruderblatt der Mittschiffslage wieder
nähert.
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Infolge des gekennzeichneten übersetzungsverhältnisses zwischen dem
Handrad 4 und der Steuerwelle 13 erhöht sich die Kursbeständigkeit des Schiffes,
da größere Ruderwinkel schnell erreicht werden und kleinste Ruderwinkel eingestellt
werden können und eine einzige Umdrehung des Handrades nach beiden Richtungen hin
das Ruderblatt in die entsprechende Endlage überführt.
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Diesen Steuervorgang zeigt die Kurve in dem Diagramm nach Abb. 2,
bei dem auf der Abszisse die Lage des Ruderblattes in Graden und auf der Ordinate
die Umdrehungen des Handrades 4 aufgetragen sind.
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Die beschriebene Einrichtung eignet sich zum Betätigen von feld- und
stromgesteuerten elektrischen Steuerruderantrieben, wechselschieberbetätigten
Steuerruderantrieben
und hubverstellungsabhängigen hydraulischen Steuerruderantrieben.