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Fernsteueranlage, insbesondere Rudermaschine Bei Fernsteueranlagen
will man geradlinige oder Drehbewegungen verhältnisgleich, aber unter Zwischenschaltung
eines Verstärkers über eine gewisse Entfernung übertragen. Ein bekanntes Beispiel
dafür ist die elektrische Rudermaschine, durch die das Ruderlegen ohne großen Kraftaufwand
von Seiten des Rudergängers erfolgen kann. Bei einer bekannten Anordnung dient als
Verstello.rgan an der Empfängerstelle (Ruder) ein Wendegetriebe, das von einer Geberstelle
(Kommandobrücke) durch elektrische Ferndreher mit einer dauernd durchlaufenden Welle
eines Antriebsmotors gekuppelt und entkuppelt sowie umsteuert wird. Der Ferndreher
besteht dabei aus zwei Synchronmaschinen, von denen die eine sich auf der Geberstelle
befindet, die andere an der Empfängerstelle. Bei einer ähnlichen bekannten Anordnung
ist das Wendegetriebe als hydraulischer Motor ausgebildet, dessen, bewegliches System
dauernd von einem Elektromotor angetrieben wird,
und der je nach
der Stellung eines beweglichen Steu rgliedes hydraulisch das Ruder in die eine oder
die andere Stellung bringt. Das bewegliche Steuerglied dieses hydraulischen Motors
wird dabei über ein Differentialgetriebe einerseits vom Ferndreher an der Empfangsstelle,
anderseits von einer mit dem Ruder gekuppelten Welle derart betätigt, daß nach Erreichen
der Sollstellung das Ruder das bewegliche Steuerglied des hydraulischen Motors über
das Differentialgetriebe in die Nullstellung zurückgedreht hat.
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Die vorliegende Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einer Fernsteueranlage,
insbesondere Rudermaschine, bei der als Verstellorgan an der Empfängerstelle (Ruder)
ein Wendegetriebe dient, das von einer Geberstelle (Kommandobrücke) durch elektrische
Ferndreher mit einer dauernd durchlaufenden Welle, z. B. eines Kurzschlußläufermotors,
gekuppelt und entkuppelt sowie umgesteuert wird. Für die Kupplung und Entkupplung
sowie die Umsteuerung dient dabei ein auf das Wendegetriebe mechanisch einwirkendes
bewegliches Steuerglied, das über ein Differentialgetriebe einerseits vom Ferndreher
an der Empfangsstelle, anderseits von der Welle des Wendegetriebes betätigt wird,
so daß nach Erreichen der Sollstellung das Wendegetriebe das bewegliche Steuerglied
über das Differentialgetriebe in die Nullstellung zurückgedreht hat. Die Erfindung
betrifft nun eine weitere Ausbildung dieser Anordnung. Erfindungsgemäß erfolgt einerseits
die Kupplung zwischen der dauernd durchlaufenden Welle und dem Wendegetriebe entsprechend
dem Grad der Auslenkung des elektrischen Ferndrehers aus der Ruhelage mit veränderlichem
Übersetzungsverhältnis, derart, daß bei großen Auslenkungen das Wendegetriebe von
der durchlaufenden Welle mit größerer Geschwindigkeit angetrieben wird als bei kleinen
Auslenkungen; anderseits ist das die Kupplung und Entkupplung sowie Umsteuerung
des Wendegetriebes bewirkende bewegliche Steuerglied als Kurvenscheibe ausgebildet,
die außerdem auch die veränderliche Übersetzung zwischen Wendegetriebe und durchlaufender
Welle festlegt. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß man mit einfachen
tnechanischen Mitteln erreicht, daß bei einer großen Verdrehung des Ferndrehers
von der Kommandobrücke aus auch das Ruder rascher in die neue Stellung mit großem
Ablenkwinkel gebracht wird als bei einer kleinen Auslenkung des Ferndrehers, wodurch
die Schnelligkeit der Steuerung wesentlich erhöht wird.
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An sich ist es bei rein elektrisch wirkenden Steuereinrichtungen bereits
bekannt, das Ruder mit größerer Geschwindigkeit zu verstellen, wenn das Steuerrad
um einen größeren Winkel gedreht wird. Diese Aufgabe wird jedoch bei der bekannten
Einrichtung dadurch gelöst, daß dem das Ruder verstellenden j Motor eine größere
Ankerspannung zugeführt wird, ferner auch noch dadurch, daß bei einem größeren Verdrehungswinkel
des Steuerrades unmittelbar dem Motor, der das Ruder verstellt, eine größere elektrische
Leistung bzw. Spannung zugeführt wird, während bei der Anordnung nach der Erfindung
bei der Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der dauernd durchlaufenden
Welle und dem Wendegetriebe nur eine schnellere `'erstellung des Steuerorgans, das
den eigentlichen, das Ruder verstellenden Motor steuert, eintritt.
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lm folgenden ist die Erfindung an Hand des Ausführungsbeispiels der
Zeichnung näher erläutert. Es bezeichnet i das Ruder, das durch einen hydraulischen
Servomotor 2 gelegt wird. Dessen Steuerkolben 3 wird einerseits über die Wandermutter
.4 von dem Wendegetriebe 5 betätigt, anderseits steht er unter dem Einfluß der Rückführung
0 des Servomotors 2. Unter dem Einfluß dieser Rückführung kommt der Steuerkolben
stets wieder in die Nullage zurück, wenn das Ruder seine Sollstellung erreicht hat.
Das Wendegetriebe 5 kann mit dem durchlaufenden Motor 7, einem einfachen Kurzschlußläufer,
gekuppelt werden. Es sei als Reibradgetrielx ausgebildet, die beiden Reibräder sind
axial auf der Welle verschiebbar. Beim Verschieben nach oben kommt die untere Scheibe
mit der Motorscheibe zur Kupplung, das Getriebe läuft z. B. rechtsherum und die
NVandermutter.I geht nach oben; beim Verschieben nach unten wird die obere Scheibe
angetrieben, das Getriebe läuft dann linksherum und demgemäß geht das Ruder in die
entgegengesetzte Lage wie zuvor.
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Das Kuppeln und Entkuppeln der oberen bzw. unteren Scheibe des Wendegetriebes
mit dem Motor erfolgt durch ein Gestänge 8, das durch eine Kurvenscheibe g gesteuert
wird. Diese Kurvenscheibe wird durch ein Differentialgetriebe io angetrieben. Bei
Bewegung der Kurvenscheibe nach rechts wird das obere Reibrad mit dem Motor gekuppelt,
bei Bewegung nach links das untere. In der \ ullstellung der Kurvenscheibe sind
beide Räder entkuppelt. Das Zurückdrellen in die Nullstellung erfolgt durch eine
der bekannten Rückdrehvorrichtungen. Im Ausführungs-@eispiel arbeitet das Wendegetriebe
über die Welle i i auf das Differentialgetriebe io. Über lie Welle 12 wird diesem
der zurückzulegende 4Veg mitgeteilt. Dies geschieht über die beiden °lektrischen
Ferndreher 13 und 14 vom Steuerrad 15 von der Kommandobrücke aus.
Die
Ferndreher sind einphasig im Ständer gespeiste Asynchronmotoren, deren Läufer mehrphasig
zusammengeschaltet sind. Wird 14 durch das Steuerrad verdreht, so folgt 13 synchron
mit und verdreht über das Differentialgetriebe io bei zunächst noch stillstehendem
Wendegetriebe die Kurvenscheibe in eine Stellung, die dem vom Steuerrad 15 zurückgelegten
Weg entspricht. Das Wendegetriebe kommt zum Laufen und bewegt einerseits den Steuerkolben
3 aus seiner Nulllage, anderseits dreht es über i i bei nunmehr festgehaltenem Steuerrad
die Kurvenscheibe wieder in die Nullage zurück. Damit kommt das Wendegetriebe zum
Stillstand und nachdem der Servomotor a seinen Sollweg zurückgelegt hat, hat er
über 6 auch den Steuerkolben wieder in die Nullage gebracht. Man kann nun die Anordnung
dahin verbessern, daß die Verstellgeschwindigkeit bei großer Auslenkung aus der
zuletzt vorhandenen Stellung groß und umgekehrt bei kleiner Auslenkung klein ist.
Dies ist im Ausführungsbeispiel dadurch angedeutet, daß der Motor 7 durch ein Gestänge
16 so verschoben werden kann, daß mit zunehmender Auslenkung die Antriebscheibe
des Motors auf einen kleineren Übertragungshalbmesser der Scheibe des Wendegetriebes
wirkt. Bei gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit des Motors bedeutet dies eine
Erhöhung der Drehzahl des Wendegetriebes. Die Verschiebung des Motors bzw. seiner
Antriebsche@ibe erfolgt für beide Drehrichtungen des Wendegetriebes im gleichen
Sinn durch eine entsprechend ausgebildete Kurvenscheibe 17, die ebenfalls vom Differentialgetriebe
io verstellt wird. Die Ausführung des Wendegetriebes ist nicht an die dargestellte
Ausführungsform gebunden, es. können alle bekannten derartigen Getriebe verwendet
werden. Auch die Beeinflussung der Verstellgeschwindigkeit entsprechend dem Grad
der Auslenkung kann anders erfolgen. Zum Beispiel kann zwischen Motor und Wendegetriebe
ein stufenlos regelbares Getriebe geschaltet werden, das durch die Kurvenscheibe
17 gesteuert wird.
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Man kann demnach von der Kommando, Brücke aus mit kleinen Verstellkräften
das große Verstellkräfte erfordernde Ruder in jede gewünschte Lage bringen, wobei
sich die vom Ruder und vom Steuerrad zurückgelegten Wege verhältnisgleich bleiben.
Die Vorteile der sympathischen Steuerung bleiben voll und ganz gewahrt, ohne daß
Schalter mit offenen Kontakten benötigt werden. Anderseits bleiben die großen. Vorteile
der elektrischen Steuerung erhalten, da die Steuerung von der Kommandobrücke zum
Servomotor in der Nähe des Ruders rein elektrisch erfolgt. Für die Übertragung wird
lediglich ein fünfadriges. Kabel benötigt, unter Umständen genügt sogar ein dreiadriges,
wenn die Ständer der Ferndreher unmittelbar an das Wechselstromnetz gelegt werden
können.
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Das Anwendungsgebiet der kontaktlosen Steuerung bleibt nicht auf den
Fall der Rudermaschine beschränkt. Es kommt überall da in Betracht, wo man mit kleinen
Verstellkräften über eine gewisse Entfernung große Verstellkräfte ausüben und dabei
verhältnisgleiche Wege erzielen will.