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Zeitsteuerung für Schiffsruderantriebe Zur Steuerung des Schiff sruderantriebes
werden im wesentlichen zwei Steuerungsarten verwendet; die Wegsteuerung und die
Zeitsteuerung. Die Wegsteuerung -weist nach Art eines Reglers eine Rückführung auf,
so daß der am Steuerrad', eingestellte Ruderlagenwinkel jeweils selbsttätig nachgedreht
wird. Bei der Zeitsteuerung sind am Steuerstand im wesentlichen nur zwei Kontakte
für die beilden Antriebsrichtungen Backbord und Steuerbord vorhanden; diese Kontakte
werden so lange betätigt, bis das Ruder in. die gewünschte Winkellage nachgedreht
ist, was sich am Ruderlagenzeiger, der die jeweil;ige Stellung des Ruderblattes
anzeigt, erkennen läßt. Außer den beiden richtungbestimmenden Steuerkontakten können
bei der Zeiitsteuerung am Ruderstand: auch noch ein oder gegebenenfalls mehrere
weitere Kontakte vorhanden sein, die ,aber zur Bestimmung der Antriebsrichtung für
das Ruderblatt nicht beitragen, sondern nur die Ruderantriebsgeschw i ndigkeit einzustellen
gestatten. Bei der Zeitsteuerung sind die Steuerkontakte entweder als druckknopfgesteuerte
Kontakte oder als von einem Steuerrad betätigte Kontakte ausgeführt.
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Bei elektrischen Ruderantrieben wird bisweilen die Wegsteuerung vorgezogen,
obwohl sie gegenüber .der einfachen Zeitsteuerung einen verhältnismäßig großen Aufwand
erfordert. Der Grund hierfür liegt darin, d.aß bei ,der Wegsteuerung mit der Rückdrehung
des Steuerrades in die Mittelstellung eine selbsttätige Rückführung des Ruderblattes
in die Mittschifflage stattfindet und, sich auch bei evtl. Lageänderungen des Ruderblattes
gegenüber dem Ruderschaft, z. B. bei starkem Seegang, das Ruderblatt durch die Steuereinrichtung
ohne Zutun des Rudergängers von selbst wieder in die durch die Stellung des Steuerrades
gekennzeichnete Lage
nachdreht. Um die Ruderanlage gegen plötzliche
starke Beanspruchungen, z. B. bei hohem Seegang, zu schonen, ist nämlich in den
meisten Fällen das Ruderblatt mit dem Ruderschaft nicht starr, sondern nur kraftschlüssig,
z. B. über eine Rutschkupplung, verbunden. Während bei der Wegsteuerung eine ungewollte
Lageänderung des Ruderblattes gegenüber dem Ruderschaft, der :die befohlene Stellung
einnimmt, selbsttätig wieder ausgeglichen wird, ist das bei der einfachen Zeitsteuerung
nicht der Fall, denn hierbei muß jede Ruderbewegung durch ein entsprechend langes
Betätigen des in Betracht kommenden Steuerkontaktes besonders ausgelöst werden.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der bisher bekannten Zeitsteuerung,
bei der der Ruderantrieb während der Betätigung von richtungbestimmenden Steuerkontakten
eingeschaltet ist, und besteht,darin, daß eine besondere Schalteinrichtung (Ruderfolgeschalter)
mit von der Ruderlage abhängigen Kontakten vorhanden ist, welche in Verbindung mit
einem oder mehreren zusätzlichen Steuerkontakten die -selbsttätige Rückführung des
Ruders in die Nullage bewirkt. Es wird damit in gewissem Sinne eine Verbindung der
bisher gebräuchlichen Steuerungsarten hergestellt, weil, ähnlich wie bei der Wegsteuerung,
das Ruder selbsttätig in die Mittschifflage zurückgeführt wird, wenn der hierfür
vorgesehene Steuerkontakt geschlossen ist. Dieser zusätzliche Steuerkontakt kann
entweder ein dritter druckknopfbetätigter Steuerkontakt sein, oder er kann der Mittelstellung
eines Steuerrades zugeordnet sein, so daß er sichselbsttätig schließt; wenn das
Steuerrad .in der Mittelstellung steht. Das Steuerrad kann dabei in an sich bekannter
Weise federgefesselt sein, so daß die Rückführung in die Nullage erleichtert wird
oder beim Loslassen des Steuerrades selbsttätig erfolgt.
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Inder Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele .der Erfindung schematisch
dargestellt, an Hand deren auch noch weitere Merkmale der Erfindung erklärt werden.
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In Fig. i ist als Beispiel angenommen, daß der Antrieb des Ruderschaftes
i über einen Quadranten 2 durch einen Elektromotor 3 erfolge, der durch einen von
einem Motor 5 angetriebenen LeonardgeneratOr q. gespeist wird. Mit 6 ist die Erregerwicklung
des Leonardgenerators ,4 bezeichnet.
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Am Druckknopf steuerstand, 7 sind in der bisher üblichen Weise ein
Druckknopf 8, z. B. für die Ruderlesung nach Backbord, und ein Druckknopf 9, z.
B. für die Ruderlesung nach Steuerbord, vorhanden. Diese beiden Druckknöpfe 8 und
9 sind vorteilhaft in bekannter Weise gegeneinander verriegelt, so d'aß eine gleichzeitige
Betätigung unmöglich ist. Durch Betätigen der beiden Druckknöpfe kann der Steuergenerator
q. in zwei Geschwindigkeitsstufen ein- bzw. .ausgeschaltet werden. Die zweite schnelle
Stufe ist wirksam, wenn,der einzelne Druckknopf 8 oder 9 bis zum unteren Endanschlag
durchgedrückt wird und dabei den zugeordneten unteren Kontakt 84 bzw. 9q. schließt.
8 i bis 83 bzw. gi bis 93 sind die bei der ersten Geschwindigkeitsstufe allein wirksamen
Steuerkontakte der beiden Druckknopfschalter 8, g. Soll beispielsweise das Ruder
mit normaler Geschwindigkeit nach Backbord gelegt -werden, so wird der Druckknopf
bis zum Schließen bzw. Öffnen der Kontakte 81 bis 83 gedrückt. Dadurch kommt durch
die Erregerwicklung 6 des Leonardgenerators q. folgender Stromkreis zustande: -h-,
Arbeitskontakt 82, En-dlagenschalter 13 am Quadranten 2, Erregerwicklung 6 bzw.
Parallelwiderstand io, Vorwiderstände ii und 12, Arbeitskontakt 81, -.
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Der Generator q. wird also erregt, und der Rudermotor 3 treibt Aden
Ruderschaft i mit einer Geschwindigkeit in Richtung nach Backbord an, die der Höhe
der Erregung des Generators q. entspricht. Die linke Klemme der Erregerwicklung
6 liegt dabei am Plus- und die rechte Klemme am Minuspol der Erregerspannungsquelle.
Die Verstellung des Ruders dauert so lange, bis der Druckknopf 8 wieder losgelassen
wird und sich die Kontakte 81 und 82 wieider öffnen. Soll die Ruderlegung nach Backbord
mit erhöhter Geschwindigkeit vor sich gehen, so wird der Druckknopf bis zum Endanschlag
durchgedrückt, so d.aß auch der Kontakt 84 geschlossen ist. -Über diesen Kontakt
ist dann. der Vorwiderstand 12 im Erregerkreis des Generators q. kurzgeschlossen,
so daß entsprechend der verstärkten Erregung der Motor 3 mit erhöhter Geschwindigkeit
läuft. Genau ;die gleichen Vorgänge spielen sich in entgegengesetzter Richtung ab,
wenn der Druckknopf g für Steuerbord gedrückt wird. Hierbei werden die Kontakte
gi, 92 wirksam und schließen über den Endlagenschalter 1q: die Erregerwicklung 6
mit entgegengesetzter Polarität an die Erregerspannungsquelle an. Beim Durchdrücken
des Druckknopfes 9 bis zum Endanschlag wird der zum Kontakt 84 parallel liegende
Kontakt 9.4 geschlossen und hierdurch wiederum durch Kurzschließendes Vorwiderstandes
i2 eine erhöhte Antriebsgeschwindigkeit für das Ruder eingeschaltet.
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Außer den beiden Steuerdruckknöpfen 8 und 9 für eine Ruderlesung nach
Backbord und nach Steuerbord ist gemäß der Erfindung noch ein dritter Druckknopf
15 vorhanden, durch dessen Betätigung das Relais 16 erregt wird, welches mit seinen
Kontakten den Ru:derfolgeschalter i 7 an Spannung legt. Die Kontakte a bis f dieses
Ruderfolgeschalters 17 stehen, wie durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist,
in Steuerabhängigkeit von der Stellung des Ruderschaftes i. Wie aus d#er Tabelle
gemäß Fig. 2 hervorgeht, sind in irgendeiner Backbordlage ,des Ruderschaftes i die
Kontakte a, b und e geschlossen. In :der Nähe der Backbordhartlage
ist auch der Kontakt f geschlossen. In der Mittschifflage des Ruderschaftes i sind
alle Kontakte geöffnet, und in der Steuerbordlage sind die Kontakte c, d und
e geschlossen. Der Kontakt f ist wiederum nur in der Nähe der Steuerbordhartlage
des Ruderschaftes geschlossen.
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Wird nach Ausführung eines Steuermanövers, beispielsweise nach Backbord,
nach Wiederöffnen ,des zugehörigen Steuerdruckknopfes 8 der Druckknopf
15
vorübergehend gedrückt, so wird über den geschlossenen Steuerkontakt 151 das Relais
16 an Spannung gelegt. Es schließt somit seine Kontakte und hält sich über den geschlossenen
Kontakt e des Ruderfolgeschalters 17 und die Ruhekontakte 83 und 93 weiter in erregtem
Zustand. Über die geschlossenen Kontakte des Relais 16 und den Kontakt a des Rud@erfalgeschalters
17 wird der negative Pol der Steuerspannungsquelle über die Vorwiderstände 12 und
i i an die Erregerwicklung 6 des Generators q. gelegt und über den Kontakt b, den
Ruhekontakt 82 und den Endlagenschalter 13 der positive Pol an die linke Klemme
der Erregerwicklung 6 angeschlossen. Diese Polurig des Generators q. entspricht
einem Antrieb des Motors 3 in Steuerbordriehtung. Sobald der Ruderschaft die in
der Tabelle der Fig. 2 mit Null bezeichnete Mittschifflage erreicht hat, öffnen
sich die Kontakte a und b des Ruderfolgeschalters. 17; der Ruderschaft bleibt also
in der Mittschifflage stehen. War das Ruder in der Nähe der Backbordhartlage gestanden,
so war auch der Kontakt f geschlossen. Über diesen Kontakt und einen Relaiskontakt
war dann der Vorwiderstand 12 kurzgeschlossen, so daß der Motor zunächst mit erhöhter
Geschwindigkeit und nach Öffnen des Kontaktes. f mit normaler Geschwindigkeit in
die Nullage lief. Stand beim Drücken des Knopfes 15 das Ruder auf Steuerbord, so
waren die Kontakte c, d, e und gegebenenfalls f wirksam und bewirkten
eine Rückstellung des Ruders in die Mittschifflage in entgegengesetzter Richtung.
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Die Kontakte b, c und e des Ruderfolgeschalters 17 liegen mit den
Ruheseiten der Kontakte 9i, 82, 83 und 93 des Druekknopfsteuerstandes 7 in Reihe.
Damit ist eine elektrische Verriegelung der Rückstellsteuerung .auf Mittsch.ifflage
geschaffen, denn eine Betätigung des Steue-rdruckknopfes 15 bleibt wirkungslos,
solange einer der Steuerdruckknöpfe 8 oder 9 noch gedrückt ist. Statt oder außer
dieser elektrischen Verriegelung kann aber auch eine mechanische Verriegelung des
Steuerdruckknopfes 15 vorgenommen werden.
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Bei dem Beispiel nach Fig. 3 ist wiederum eine Quadrantruderanlage
mit Leonardantrieb vorhanden, und es sind deshalb insoweit dieselben Bezugszeichen
wie in Fig. i verwendet. Mit 18 ist der Ruderfolgeschalter bezeichnet, dessen Kontakte
a bis e wieder in Abhängigkeit von der Lage des Ruderschaftes i geschlossen werden.
Im Gegensatz zur Fig. i ist in Fig. 3 eine Steuerung mittels Steuerrad angenommen,
dem die Steuerkontakte iga bis igh zugeordnet sind. Das Steuerrad kann beispielsweise
eine bevorzugte Mittellage aufweisen, indem es federgefesselt ist, so daß es in
an sich bekannter Weise beim Loslassen von selbst in die Mittellage zurückkehrt.
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Die Abhängigkeit der Kontakte iga bis 19h von der Stellung des Steuerrades
ist in der aus Fig. q. ersichtlichen Tabelle veranschaulicht, in der Bb Backbord
und Stb Steuerbord bedeuten. Für Schnellauf ist der Buchstabe S, für Langsamlauf
der Buchstabe L, für Aus A und für Mittschifflage der Buchstabe 0 gewählt. Die einzelnen
zugehörigen Stellungen des Steuer- oder Lenkrades am Steuerstand sind aus Fig. 5
ersichtlich: Daraus ergibt sich in Verbindung mit der Talelle gemäß der Fig. q.,
daß zum Ruderlegen nach Backbord bei einer Drehung des Lenkrades in die Stellung
Langsam (L) die Kontakte c und e geschlossen sind und daß zum Ruderlegen
mit erhöhter Geschwindigkeit das Lenkrad noch weiter bis in die Stellung Schnell
(S) geschwenkt werden muß, in welcher auch der Kontakt g geschlossen ist: Für ein
Ruderlegen nach Steuerbord durch Schwenken des Lenkrades nach der anderen Richtung
treten die Kontakte d und f und in der Schnellage auch der Kontakt
g in Wirkung. In den Stellungen Aus (A) sind alle Kontakte geöffnet, d. h. das Ruder
bleibt in der Lage stehen, aus der heraus das Lenkrad nach Aus bewegt wurde. In
der Mittellage 0 sind die Kontakte a, b und h geschlossen.
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Der Ruderfolgeschalter 18 ist mit seinen Kontakten a bis
e wieder von der Stellung des Ruderschaftes i abhängig. Die Abhängigkeit
ist aus der Tabelle nach Fig.6 ersichtlich. Gemäß dieser Tabelle sind bei Ruderlage
auf Backbord die Kontakte a und c und in der Nähe der Hartlage auch der Kontakt
e geschlossen, während bei Steuerbordlage des Ruders die Kontakte b und
d und in der Nähe der Hartlage auch wieder der Kontakt e geschlossen ist.
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Durch Verfolgung der einzelnen Stromkreise ergibt sich, ähnlich wie
im Ausführungsbeispiel nach Fig. i, daß der Ruderschaft i so lange mit normaler
oder mit erhöhter Geschwindigkeit nach der einen oder anderen Richtung verstellt
wird, solange das Lenkrad in der entsprechenden Lage gehalten wird. Ist das Steuermanöver
beendet und soll das Schiff wieder auf geraden Kurs gesteuert werden, dann wird
das Lenkrad in die Stellung 0 für Mittschifflage des Ruders von Hand oder durch
Federkraft selbsttätig zurückgeführt. Damit sind die Kontakte a, b und
h geschlossen, und je nach der Stellung des Ruders auf Backbord oder Steuerbord
erfolgt eine selbsttätige Rückführung des Ruders in die Nullage, bei der alle Kontakte
des Ruderfolgeschalters 18 geöffnet sind, so daß der über sie verlaufende Rückstellstromkreis
unterbrochen ist.
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Während somit beim Ausführungsbeispiel nach Fig. i zur Rückstellung
des Ruders auf Mittschifflage eine Betätigung eines zusätzlichen Druckknopfsteuerkontaktes
erforderlich ist, wird beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 eine automatische Rückstellung
auf Mittschifflage erreicht; wenn das Steuerrad nach Ausführung des Steuermanövers
vom Hand oder selbsttätig in die Mittellage zurückgebracht wird.
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In Fig.3 .sind die Kontakte des Ru@derfolgeschalters 18 wieder in
Reihe mit den Steuerkontakten i9 am Steuerstand geschaltet, so daß der Ruderfolgeschalter
erst in Tätigkeit treten und eine selbsttätige Rückführung des Ruders vornehmen
kann, wenn er in der Nullstellung des Lenkrades über die Lenkradkontakte iga, 19b
Strom erhält.
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Statt der in den beiden Ausführungsbeispielen gewählten Quadrantruderanlage
mit Leonardantrieb
kann auch jede andere Ruderantriebsart verwendet
werden, beispielsweise eine hydraulische Rudersteuerung. Es braucht nur dafür Sorge
getragen zu werden, daß die an die Wicklung 6 bzw. den Parallelwiderstand io und
an den Vorwiderstand 12 in den einzelnen Fällen eintreffenden Steuerkommandos der
gewählten Ruderantriebsart entsprechend ausgewertet werden. Hierzu können an sich
bekannte Mittel verwendet werden. Beispielsweise kann bei einer hydraulischen Steuerung
an Stelle der Erregerwicklung 6 und des Parallelwiderstandes io ein richtungsempfindliches
Relais treten, welches die Kraftmittelzufuhr zum Ruderantrieb auslöst. Auch statt
des Kurzschlußwiderstandes 12 zur Erhöhung der Ruderantriebsgeschwindigkeit kann
ein die Kraftmittelzufuhr beeinflussendes Relais treten. Soweit es die Antriebsart
des Ruders betrifft, ist die Erfindung somit nicht auf die Ausführungsbeispiele
beschränkt. Wesentlich für die Erfindung ist vielmehr vor allem nur, daß eine besondere
Schalteinrichtung mit von der Ruderlage abhängigen Kontakten, d. h. ein Ruderfolgeschalter,
vorhanden ist, welche in Verbindung mit einem oder mehreren zusätzlichen Steuerkontakten
eine selbsttätige Rückführung des Ruders in die Mittellage bei sogenannten Zeitsteuerungen
bewirkt.