DE10016732A1

DE10016732A1 - Steuereinrichtung für einen Schiffsantrieb

Info

Publication number: DE10016732A1
Application number: DE2000116732
Authority: DE
Inventors: Ernst Olav Pagel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2001-10-11

Abstract

Eine Steuereinrichtung für einen Schiffsantrieb, insbesondere einen quer zur Schiffslängsrichtung wirkenden Antrieb, enthält einen von einem Antriebsmotor (2) angetriebenen, am Schiff gelagerten Propeller zum Erzeugen einer Wasserströmung, eine Steuervorrichtung (4, 12, 24) zur Steuerung der Drehrichtung des Propellers und DOLLAR A eine manuell betätigbare Betätigungseinrichtung (12) zum Steuern des Betriebs der Steuervorrichtung. Weiter enthält die Steuervorrichtung (4, 12, 24) eine Verzögerungseinrichtung (24), die sicherstellt, dass der in einer Richtung drehende Propeller einer Umsteuerung in die andere Richtung derart folgt, dass er vor einer Drehung in die andere Richtung während einer vorbestimmten Zeitdauer zumindest annähernd im Stillstand bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Schiffsantrieb, insbesondere einen quer zur Schiffslängsrichtung wirkenden Antrieb gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei Schiffsantrieben antrieben stellt sich das Problem, dass bei einer Umsteuerung von einer Drehrichtung des Propellers in die andere Drehrichtung auf den Propeller sehr hohe Kräfte wirken, da der Propeller, zumindest wenn er längere Zeit in eine Richtung dreht, eine Wasserströmung verursacht, die den Propeller und die zugehö rigen Antriebsteile sehr hoch belastet, wenn der Propeller plötzlich in die andere Richtung dreht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Steuereinrichtung derart weiterzubilden, dass Überlastungen des Antriebs bei einem plötzlichen Um steuern vermieden werden.

Die vorgenannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Verzögerungseinrichtung stellt sicher, dass der Propeller einer Umsteuerung von einer Drehrichtung in die andere Drehrichtung nicht augenblicklich folgt sondern vor der Drehlichtungsumkehr eine vorbestimmte Zeit dauer zumindest annähernd im Stillstand bleibt. Mit annähernd im Stillstand ist dabei gemeint, dass der Propeller, wenn sein Antrieb nicht selbsthemmend ist oder nicht stark bremst, bei der Änderung der Drehrichtung nicht zwangsläufig von seinem An trieb positiv im Stillstand gehalten werden muss, sondern von der noch vorhandenen Wasserströmung mitgenommen werden kann.

Die Erfindung ist für alle Arten von Schiffsantrieben geeignet. Insbesondere eignet sich die Erfindung zur Anwendung bei sogenannten Bugstrahlantrieben, bei denen ein Propeller im Bereich des Schiffsbugs in einem quer zur Schiffslängsrichtung ver laufenden Durchlass angeordnet ist, so dass das Schiff, ohne vorwärts oder rückwärts zu fahren, je nach Drehrichtung des Propellers auf der Stelle drehen kann. Der Antrieb des Propellers kann auf jedwelche Art, beispielsweise verbrennungsmoto risch, hydraulisch oder elektrisch erfolgen. Auch der Propeller kann unterschiedlich ster Bauart sein. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung für den Einsatz in elektri schen Schiffsantrieben, die keine Steuerung zur Veränderung der Propellerdrehzahl haben, da bei solchen Antrieben bei einem plötzlichen Umsteuern besonders hohe Belastungen auf die Antriebsteile wirken und der Motor sehr viel Strom zieht.

Gemäß dem Anspruch 2 weist die Bestätigungseinrichtung zur Wahl der Drehrich tung des Propellers sowie gegebenenfalls seiner Drehzahl ein einziges Betätigungs glied, beispielsweise einen Steuerknüppel, auf. Bei solchen Steuerknüppeln ist die Gefahr besonders groß, dass sehr plötzlich von einer Drehrichtung in die andere umgeschaltet wird, so dass die Erfindung besonders vorteilhaft zur Wirkung kommt.

Mit Vorteil ist gemäß dem Anspruch 3 der Antriebsmotor ein umsteuerbarer Elektro motor und die Steuervorrichtung eine Steuerschaltung.

Die Unteransprüche 4 bis 7 sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbil dungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung gerichtet.

Mit den Merkmalen der Ansprüche 8 und 9 wird erreicht, daß die Energieversorgung der Betätigungseinrichtung unmittelbar von der Stromquelle (Generator oder Batte rie) des Antriebs aus erfolgt, wodurch eine Autarkie des Systems erreicht wird und für unterschiedliche Versorgungsspannungen des Antriebs gleiche Betätigungsein richtungen verwendet werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der einzigen beigefügten Figur beispielhaft mit weiteren Einzelheiten erläutert, wobei die Figur ein Blockschaltbild der Steuerein richtung zeigt.

Gemäß der einzigen Figur ist ein Elektromotor 2, der mit einem nicht dargestellten Propeller beispielsweise eines Bugstrahlantriebs, verbunden ist, über eine Leis tungsstufe 4 mit einer Spannungsquelle 6 verbunden. Die Leistungsstufe 4 weist zwei Masseausgänge 8 und 10 auf, wobei der Motor 2 in die eine Richtung dreht, wenn in der Masseausgang 8 auf Masse liegt, und in die andere Richtung dreht, wenn der Masseausgang 10 auf Masse liegt.

Zur Steuerung der Drehrichtung ist eine Bestätigungseinrichtung 12 vorgesehen, de ren Betätigungsglied 14 durch einen manuell betätigbaren Steuerknüppel gebildet ist, der in Richtung des Doppelpfeils bewegbar ist und je nach Bestätigungsrichtung ei nen von zwei Kontakten schließt. Im dargestellten Beispiel sei angenommen, dass eine Bewegung des Steuerknüppels nach oben eine Drehung des nicht dargestellten Propellers derart hervorruft, dass bei Verwendung des Propellers als Bugstrahlan triebe das Schiff nach Steuerbord dreht und bei Bewegung des Steuerknüppels in die andere Richtung nach Backbord dreht.

Die Bestätigungseinrichtung 12 weist einen Masseausgang 16, einen Spannungs versorgungseingang 18 und zwei Steuerausgängen 20 und 22 auf.

Zwischen der Bestätigungseinrichtung 12 und der Leistungsstufe 4 liegt eine insge samt mit 24 bezeichneten Verzögerungseinrichtung.

Die Verzögerungseinrichtung 24 enthält einen Relaisschalter 26, dessen Relais 28 mit dem Steuerausgang 20 und über ein Zeitschaltglied 30 mit Masse 32 verbunden ist. Der Schalter 34 des Relaisschalters 26 ist mit dem einen Masseausgang 8 der Leistungsstufe 4 verbunden. Der Masseausgang 8 ist weiter über eine Diode 36 mit einem Spannungsregler 38 verbunden, dessen Spannungsausgang mit dem Span nungsversorgungseingang 18 der Betätigungseinrichtung 12 verbunden ist und des sen anderer Ausgang auf Masse liegt.

Die Verzögerungseinrichtung 24 enthält einen weiteren Relaisschalter 46, dessen Relais 48 mit dem Steuerausgang 22 und über ein Zeitschaltglied 50 mit Masse 32 verbunden ist. Der Schalter 54 des Relaisschalters 46 ist mit dem anderen Masse ausgang 10 der Leistungsstufe 4 verbunden. Der Masseausgang 10 ist weiter über eine Diode 56 mit dem Spannungsregler 38 verbunden, dessen Spannungsausgang mit dem Spannungsversorgungseingang 18 der Betätigungseinrichtung 12 verbun den ist und dessen anderer Ausgang auf Masse liegt.

Jedes der Zeitschaltglieder 30 bzw. 50 weist einen Steuereingang 60 bzw. 62 auf, wobei der Steuereingang 60 des Zeitschaltgliedes 30 mit dem Steuerausgang 22 der Bestätigungseinrichtung 12 und der Steuerausgang 62 des Zeitschaltgliedes 50 mit dem Steuerausgang 20 verbunden ist. Jedes Zeitschaltglied 30 bzw. 50 enthält einen Schalter 64 bzw. 66 und ist derart aufgebaut, dass der Schalter 64 bzw. 66 öffnet, sobald der zugehörige Steuereingang mit Spannung beaufschlagt ist und die Öffnung nach Beendigung der Spannungsbeaufschlagung noch während einer vorbestimm ten Zeitdauer anhält und der Schalter dann schließt. Der Schalter 64 verbindet im geschlossen Zustand das Relais 28 mit Masse. Der Schalter 66 verbindet das Relais 48 mit Masse.

Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist folgende:

Bei angenommen, dass das Betätigungsglied 14 werde für einen Wunsch einer Dre hung nach Steuerbord bewegt, das heißt, der Steuerausgang 20 wird auf eine Span nung gelegt. Diese Spannung am Steuerausgang 20 bewirkt, das der Steuereingang 62 des Zeitschaltgliedes 50 mit Spannung beaufschlagt wird und dessen Schalter 66 öffnet. Der Schalter 64 des Zeitschaltgliedes 30 sei geschlossen. Bei Spannung am Steuerausgang 20 schließt der Schalter 34 des Relaisschalters 26, sodass der Mas seausgang 8 der Leistungsstufe 4 mit Masse 32 verbunden wird und der Motor 2 in die entsprechende Richtung dreht. Wird das Betätigungsglied 14 nun für eine Dre hung nach Backbord umgelegt, so wird der Steuerausgang 20 spannungslos und der Steuerausgang 22 mit Spannung beaufschlagt. Die Spannungsbeaufschlagung des Steuerausgangs 22 führt nicht sofort dazu, dass der Schalter 54 des Relaisschalters 46 schließt, da der Schalter 66 des Zeitschaltgliedes 50 eine vorbestimmte Zeitdauer über die Spannungslosigkeit des Steuereingangs 62 hinaus offen bleibt. Erst nach dieser vorbestimmte Zeitdauer schließt der Schalter 66, sodass dann auch der Schalter 54 schließt und der Masseausgang 10 mit Masse 32 verbunden wird, so dass der Motor 2 in die andere Drehrichtung dreht. Die Verzögerungs- bzw. Totzeit is an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt gewählt und beträgt beispielsweise einige Sekunden.

Die Dioden 36 und 56 bewirken, dass der Spannungsregler 38 jeweils mit Spannung beaufschlagt wird, ohne dass der Motorstrom über die Dioden zur Masse fließen kann. Mit dem Spannungsregler 38 wird eine sichere Spannungsversorgung der Bestätigungseinrichtung 12 erzielt, wobei der Spannungsregler 38 derart aufgebaut sein kann, dass die Spannungsversorgung bei unterschiedlichen Spannungen der Spannungsquelle 6, beispielsweise 12 V oder 24 V, gewährleistet ist.

Es versteht sich, dass die beschriebene Schaltung in vielfältiger Weise abgeändert werden kann, solange sie die Funktion gemäß dem beigefügten Hauptanspruch er füllt wird. Als Zeitschaltglieder 30 können digitale Zähler oder analog arbeitende La deschaltungen verwendet werden. Dis gesamte Verzögerungsschaltung 24 kann als Nachrüsteinheit ausgeführt sein, die in vorhandene Steuerschaltungen eingebaut werden kann.

Bezugszeichenliste

2

Elektromotor

4

Leistungsstufe

6

Spannungsquelle

8

Masseausgang

10

Masseausgang

12

Betätigungseinrichtung

14

Betätigungsglied

16

Masseausgang

18

Stromversorgungseingang

20

Steuerausgang

22

Steuerausgang

24

Verzögerungseinrichtung

26

Relaisschalter

28

Relais

30

Zeitschaltglied

32

Masse

36

Diode

38

Spannungsregler

46

Relaisschalter

48

Relais

50

Zeitschaltglied

54

Schalter

56

Diode

60

Steuereingang

62

Steuereingang

64

Schalter

66

Schalter

Claims

1. Steuereinrichtung für einen Schiffsantrieb, insbesondere einen quer zur Schiffslängsrichtung wirkenden Antrieb, enthaltend
einen von einem Antriebsmotor (2) angetriebenen, am Schiff gelagerten Propeller zum Erzeugen einer Wasserströmung,
eine Steuervorrichtung (4, 12, 24) zur Steuerung der Drehrichtung des Propellers und
eine manuell betätigbare Betätigungseinrichtung (12) zum Steuern des Betriebs der Steuervorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuervorrichtung (4, 12, 24) eine Verzögerungseinrichtung (24) enthält, die si cherstellt, dass der in einer Richtung drehende Propeller einer Umsteuerung in die andere Richtung derart folgt, dass er vor einer Drehung in die andere Richtung wäh rend einer vorbestimmten Zeitdauer zumindest annähernd im Stillstand bleibt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (12) ein einziges Betäti gungsglied (14) zur Steuerung von Drehzahl und Drehrichtung enthält.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor ein umsteuerbarer Elektromotor (2) ist und die Steuervorrichtung eine Steuerschaltung (4, 12, 24) ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (4, 12, 24) derart ausgebildet ist, dass sie eine Drehzahlumkehr nur mit einem vorbestimmten zeitlichen Abstand zwi schen der Drehung in der einen und der Drehung in der anderen Richtung zulässt.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (4, 12, 24) ein Zeitschaltglied (30, 50) enthält, welches bei Inbetriebsetzen des Elektromotors (2) in die eine Drehrichtung gesetzt wird und ein Inbetriebsetzen des Elektromotors in die andere Drehrichtung während seiner vorbestimmten Zeitdauer verhindert.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Betätigungseinrichtung (12) zwei Steuerausgänge (20, 22) aufweist, von denen der eine bei der einen erwünschten Drehrichtung und d und er andere bei der anderen erwünschten Drehrichtung mit Spannung beaufschlagt wird,
dass jeder der Steuerausgänge mit einem Zeitschaltglied (30, 50) verbunden ist, das einen Steuereingang (60, 62) aufweist, bei dessen Spannungsbeaufschlagung ein ihm zugeordneter Schalter (64, 66) öffnet, der auf eine Unterbrechung der Span nungsbeaufschlagung des Steuereingangs nach einer vorbestimmten Zeitdauer schließt,
welche Zeitschaltglieder derart geschaltet sind, dass sie die Spannungsbeaufschlag barkeit einer Leistungsstufe (4) für den Elektromotor (2) in jeweils der anderen als der augenblicklich erwünschten Drehrichtung sperren.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstufe (4) des Elektromotors (2) einen Spannungseingang und zwei Masseausgänge (8, 10) aufweist, die jeweils einer Drehrichtung zugeordnet sind, und dass jeder Masseausgang über einen Relais schalter (26, 46) an Masse legbar ist, wobei jedes Relais (28, 48) der Relaisschalter mit einem Steuerausgang (20, 22) der Betätigungseinrichtung (12) und über je ein Zeitschaltglied (30, 50) mit Masse (32) verbindbar ist und der Steuereingang des je weiligen Zeitschaltgliedes mit dem jeweils anderen Steuerausgang der Betätigungs einrichtung verbunden ist.

8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß die Betätigungseinrichtung (12) über einen Spannungsregler (38) an eine Stromversorgungsquelle des Elektromotors (2) angeschlossen ist.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseausgänge (8, 10) der Leistungsstufe (4) über jeweils eine Diode (36, 56) mit einem Spannungsregler (38) verbunden sind, über den die Spannungsversorgung der Betätigungseinrichtung (12) erfolgt.