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Hydraulische Doppelruderantriebsanlage Die Erfindung betrifft eine
hydraulische Doppelruderantriebsanlage, bei der jedem Ruder eine Rudermaschine zugeordnet
ist für Schiffe, Flugzeuge oder andere durch Flossen gesteuerte Fahrzeuge.
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Eine solche Doppelruderantriebsanlage genügt nur dann den betrieblichen
Erfordernissen, wenn durch sie beide Ruderblätter stets auf gleiche Winkelstellungen
eingestellt werden können, also in jeder eingesteuerten Position eine Parallelstellung
ihrer Ruderflächen erreicht wird. Dies wäre beispielsweise der Fall, wenn die bei
beiden Rudermaschinen jeweils auftretenden Rudermomente stets untereinander gleich
blieben.
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Praktisch sind aber bei diesen Rudermaschinen die Rudermomente meist
ungleich, schon weil die Reibungs- und Schlupfwerte infolge Ausführungsungenauigkeiten
von vornherein nicht miteinander übereinstimmen. Noch wesentlicher wirken sich aber
die betrieblich auftretenden Belastungsunterschiede der Ruderflächen der beiden
Rudermaschinen aus, die bei der stärker belasteten Rudermaschine eine Schlupfänderung
auslöst, wodurch eine sich von selbst nicht mehr ausgleichende Ruderwinkeldifferenz
zwischen den beiden Ruderblättern entsteht.
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Die Erfindung hat den Zweck, eine Doppelruderantriebsanlage zu schaffen,
bei der den durch ungleiche Belastung der Rudermaschinen verursachten Ruderwinkeldifferenzen
schon im Entstehen entgegengewirkt wird und die Differenzen selbsttätig ausgeglichen
werden.
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Dieser Zweck wird im wesentlichen bei einer bekannten Ausführung durch
eine Regeleinrichtung erreicht, die gleiche Ruderanlagen beider Ruder mit einer
von der Lagedifferenz der beiden Ruder gegeneinander abhängigen Stellgröße wiederherstellt.
Die Wiederherstellung wird dabei durch mechanische Synchronisationseinrichtungen
gesichert, die die vorgesehenen beiden Pumpenaggregate in der erforderlichen Weise
ab- oder anschalten.
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Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine Doppelruderantriebsanlage,
deren beide Rudermaschinen nur von einer einzigen Pumpe gespeist werden. Auf die
Anlage dieser Art sind die bekannten Synchronisationseinrichtungen nicht ohne weiteres
anwendbar, da bei diesen beide Ruderantriebe über hydraulisch voneinander unabhängige
von je besonderen Pumpenaggregaten gespeisten hydraulischen Kraftkreisen betrieben
werden.
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Es ist weiter eine Doppelruderantriebsanlage bekannt, bei der eine
hydraulische Kolbenrudermaschine für beide Ruder vorgesehen ist, deren Kolben durch
Gestänge sowohl mit dem einen als auch mit dem anderen Ruder getrieblich verbunden
ist. Bei einer solchen Anlage ist zwar der unbedingte Gleichlauf beider Ruder zwangläufig
gegeben, doch ist wegen der durch die harte Kupplung der beiden Ruder entstehenden
hohen Beanspruchungen ein sehr erheblicher Materialaufwand für den Bau einer solchen
Anlage erforderlich. Außerdem ergeben schon sehr kleine Verschiebungen der in den
Gestängen notwendigen Fixpunkte, z. B. infolge elastischer Verformungen der Fundamente
oder auch infolge unvermeidbarer Toleranzen in den Lagern, unerwünschte Querkräfte
am Rudermaschinenantrieb.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die hydraulischen Doppelruderantriebsanlagen
getrieblich und baulich zu verbessern. Nach der Erfindung ist zur Lösung dieser
Aufgabe bei einer Ruderanlage der gekennzeichneten Art, die nur eine einzige, mit
den beiden Rudermaschinen in einem geschlossenen Kraftkreissystem liegende öldruckquelle
aufweist, ein an sich bekanntes, von den jeweiligen beiden Ruderwinkeln beaufschlagtes
mechanisches, hydraulisches oder elektrisches Differential angeordnet, dessen die
Differenz zwischen den beiden Ruderwinkeln bildendes Glied mit einem Drosselorgan
in Wirkverbindung steht, das nach Art eines Dreiwegehahnes in den Ölkreislauf so
eingeordnet wird, daß ein Weg an den zur Öldruckquelle führenden Leitungszweig,
die anderen Wege jeweils an einen zu jeweils einer Rudermaschine führenden Leitungszweig
in der Art angeschlossen und das Drosselorgan mit dem Differenz bildenden Glied
so verbunden ist, daß die auf die stark belastete Rudermaschine entfallende Durchflußmenge
größer ist und mit wachsender Lagedifferenz zunimmt.
Die Zeichnung
zeigt als Beispiele der Erfindung in schematischer Darstellung zwei Ausführungsformen
der Antriebsanlage, und zwar in F i g. 1 für hintereinandergeschaltete und in F
i g. 2 für parallel geschaltete Drehflügelrudermaschinen.
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In F i g. 1 treibt der Motor M die stufenlos einstellbare Pumpe P,
an die die Ölleitungen 11 und 1., angeschlossen sind, die zu entsprechenden Druckkammerseiten
der Drehflügelrudermaschinen R1 und R2 führen. Eine weitere Ölleitung 1 verbindet
die Gegenseiten dieser Druckkammern miteinander. Der besseren Übersicht halber sind
nur die Leitungen zu je einer der drei vorhandenen Druckkammern einer jeden Drehflügelmaschine
eingezeichnet. Eine Abzweigung 1,3 der Ölleitung 1 ist mit dem Drosselorgan D verbunden,
das mit seinen Leitungen d1 und da parallel zur Pumpe P geschaltet ist.
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Auf das Drosselorgan D wirkt die strichpunktiert gezeichnete Regeleinrichtung
A. Diese Regeleinrichtung A besteht im wesentlichen aus dem mit drei Drehpunkten
versehenen und parallel zu sich verschiebbaren Differenzbalken b. Der mittlere Drehpunkt
dieses Differenzbalkens ist getrieblich so mit dem Drosselorgan D verbunden, daß
zwar eine Drehung des Differenzbalkens b eine entsprechende Drehung des Drosselorgans
D bewirkt, eine Parallelverschiebung des Differenzbalkens aber die Drosselorganstellung
unverändert läßt. Die beiden seitlich liegenden Drehpunkte des Differenzbalkens
b sind jeweils so getrieblich mit den Drehachsen der Rudermaschinen R1 und R, verbunden,
daß sie um einen dem jeweiligen Ruderwinkel entsprechenden Betrag angehoben werden.
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Solange sich die Winkel beider Ruder um gleiche Beträge ändern, erfolgt
dadurch lediglich eine Parallelverschiebung des Differenzbalkens b, und die Stellung
des Drosselorgans D bleibt unverändert. Bei ungleichmäßiger Änderung der beiden
Ruderwinkel dagegen wird der Differenzbalken b auch um seinen mittleren Drehpunkt
entsprechend der bestehenden Ruderwinkeldifferenz gedreht und damit das Drosselorgan
D entsprechend verstellt.
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Wird beispielsweise bei arbeitender Pumpe P ein Ölumlauf angenommen,
wie er durch die ausgezogenen Pfeile gekennzeichnet ist, dann werden, bei angenommenen
gleichen Widerstandsverhältnissen an den Rudermaschinen, die Drehflügel beider Rudermaschinen
R1 und R., und damit beide Ruderblätter winkelgleich gegen den Uhrzeigersinn gedreht,
wie dies die strichpunktierten Pfeile anzeigen.
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Wirkt jetzt, durch äußere Einflüsse hervorgerufen, an den Drehflügeln
der Rudermaschine R,., ein stärkeres Gegenmoment als an den Drehflügeln der Rudermaschine
R1, dann vergrößert sich an den Drehflügeln zu R., der Schlupf (Ölübertritt durch
Undichtheiten von einer Druckkammer zur anderen) und damit die nicht genutzte Ölmenge,
wodurch diese Drehflügel um einen bestimmten Differenzwinkel den Drehflügeln der
Rudermaschine R1 nacheilen.
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Dieser Differenzwinkel bewirkt als StelIgröße der Regeleinrichtung
A eine Drehung des Drosselorgans D im Uhrzeigersinn, was zur Folge hat, daß nunmehr
über die Leitungen dl und 1.3 ein Teil der Pumpenfördermenge der Rudermaschine R,
unmittelbar zugeführt und dieselbe Fördermenge dem Zufluß zur Rudermaschine R1 entzogen
wird. Dementsprechend verteilt sich die Leistung der Pumpe P jetzt ungleich auf
beide Rudermaschinen R1 und R." und die Drehflügel der Rudermaschine R1 drehen sich
so lange langsamer, bis wieder gleiche Ruderwinkel erreicht sind.
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In F i g. 2 sind bei den beiden Drehflügelrudermaschinen R1 und R.,
ihre einander zugeordneten Druckkammern durch die Leitungen 1" l" und
h miteinander und diese Leitungen wiederum mit den Anschlußleitungen 1" und
1, der stufenlos einstellbaren Pumpe P, die durch den Motor M angetrieben wird,
verbunden. Auch in dieser Figur sind nur die Leitungen zu je einer der drei Druckkammern
jeder der Rudermaschinen R1 und R., eingezeichnet. In das in die Leitung 15, lt,
gelegte Drosselorgan D mündet die Anschlußleitung 17 der Pumpe P. Das Drosselorgan
D gibt im nicht ausgelenkten Zustand freien Durchfluß des Drucköls durch die Leitung
17. Der Anschluß an das Drosselorgan D und die Wirkungsweise der Regeleinrichtung
A sind prinzipiell dieselben wie in der Anordnung nach F i g. 1.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der in F i g. 2 dargestellten Anordnung
sei ein Druckölumlauf nach den ausgezogenen Pfeilen angenommen. Dann drehen sich,
bei gleichen Widerstandsverhältnissen an den Rudermaschinen, die beiden Drehflügel
und damit die Ruderblätter winkelgleich.
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Wirkt jetzt, etwa durch Zunahme des Druckes auf das von der Drehflügelrudermaschine
R1 getriebene Ruderblatt an deren Drehflügeln ein stärkeres Gegenmoment als an den
Drehflügeln der Drehflügelrudermaschine R.=, dann wächst der Schlupf in der Drehflügelrudermaschine
R1, wodurch deren Drehflügel den Drehflügeln der Drehflügelrudermaschine R._, um
einen bestimmten Differenzwinkel nacheilen.
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Dieser Differenzwinkel bewirkt als Stehgröße der Regeleinrichtung
A eine Drehung des Drosselorgans D im Uhrzeigersinn, was zur Folge hat, daß nunmehr
durch die damit erfolgte Drosselung des Ölabflusses der Drehflügelrudermaschine
R2 ein größerer Teil der von der Pumpe P in Umlauf gesetzten Druckölmenge der Drehflügelrudermaschine
R1 zufließt. Dementsprechend verteilt sich die Leistung der Pumpe P jetzt ungleich
auf die beiden Rudermaschinen R1 und R." und zwar so, daß auf die Rudermaschine
R.= weniger Leistung übertragen wird und diese nun so lange langsamer läuft wie
die Drehflügelrudermaschine Ri, bis wieder gleiche Ruderwinkel erreicht sind.