CH427544A - Rudermaschine - Google Patents

Description

  Rudermaschine    Die Erfindung     betrifft    eine wahlweise manuell  oder     mit    Kraftantrieb arbeitende Rudermaschine  bei der in einer Steuersäule     eine    mit dem Ruder  verbundene vertikale Steuerwelle angeordnet ist, auf  die wahlweise der Hand- oder Kraftantrieb einwirkt.  



  Solche     Rudermaschinen    haben den Vorteil, dass  jederzeit eine Handbetätigung     möglich    ist, bei der  der     Rudergänger    das für sicheres Manövrieren     in     schwierigen Gewässern     erforderliche    Rudergefühl  erhält, wobei bei     Kraftantrieb    des Handrad nicht mit  dreht.  



  Die bisher bekannten wahlweise     manuell    oder  mit Motorkraft arbeitenden Ruderanlagen haben den  Nachteil, dass die     einzelnen    Bauelemente bisher nicht  auf engstem Raum     zusammenbaubar    waren so dass  die gesamte Anlage     verhältnismässig    viel     Schiffs-          raum    im Ruderhaus beansprucht.

   Aus diesem Grunde  ist es auch schwierig, ältere Schiffe mit einer rein       manuellen        Ruderlegung        nachträglich    mit einer Ru  deranlage der einleitend genannten Art     auszurüsten.     Weitere Nachteile liegen darin, dass wegen der ver  teilten Anordnung der     einzelnen    Bauelemente die       Überprüfung    und Wartung     erhebliche    Schwierigkei  ten bereiten und deshalb viel Zeit     erfordern.     



  Ziel der vorliegenden     Erfindung    ist es, die vorer  wähnten Nachteile zu beseitigen und eine äusserst  gedrungen aufgebaute     Rudermaschine    zu schaffen,  die sich mühelos     im    Ruderhaus einbauen lässt und  mit einem einzigen     Grundtyp    die verschiedensten Ein  baumöglichkeiten zulässt.  



  Die erfindungsgemässe Rudermaschine ist da  durch     gekennzeichnet,    dass der Motor auf eine pa  rallel     zur    Steuerwelle liegende Antriebswelle arbei  tet, auf der ein     elektromagnetisch        ankuppelbares          Ritzel    angeordnet ist, das mit einem auf der Steuer  welle drehbar gelagerten     Planetenträger    kämmt, des-    sen Planetenräder einerseits mit einem zum Hand  antrieb gehörenden auf der Steuerwelle drehbar ge  lagerten     Ritzel    welches während des Kraftantriebes  als Reaktionsrad mit dem Gehäuse     verbindbar    ist,

    und andererseits mit einem auf der Steuerwelle     auf-          gekeilten        Ritzel        in        Eingriff    stehen.  



  Die ganze     Anlage    bildet     demnach    ein geschlos  senes Aggregat, das sich jederzeit leicht auswechseln  lässt. Es ist auch möglich, ohne grosse Verände  rungen ein derartiges Aggregat auf einem bereits im  Verkehr     befindlichen    Schiff     nachträglich        einzubauen.          Schliesslich    kann die gesamte Maschine in einem  Werk vorgefertigt werden und braucht dann nur  noch - gegebenenfalls ohne Werftaufenthalt - mit  verhältnismässig geringem Arbeitsaufwand an die Ru  derwelle eines     Schiffes    angeschlossen zu werden.  



  Als weiterer Vorteil der neuen     Rudermaschine    er  gibt sich, dass     mit    einem vollkommen     mechanisch     arbeitenden     Ruderlagenanzeiger    gearbeitet werden  kann, der bei Kraftantrieb und Handantrieb die Ru  derlage sofort richtig anzeigt. In der bevorzugten Aus  führungsform wird daher die     Rudermaschine        mit    ei  nem     Ruderlagenanzeiger    ausgerüstet, der als Umlauf  getriebe ausgebildet ist, dessen     Umlaufarm    drehfest  mit der vertikalen Antriebswelle der Steuersäule ver  bunden ist.

   Vorzugsweise sind im Umlaufarm zwei  drehfest miteinander     verbundene    Zahnräder gelagert,  von denen das eine mit einem am Gehäuse festen,  als Reaktionsrad dienenden Zahnkranz kämmt, wäh  rend das andere ein Zahnrad treibt, das drehfest mit  dem Zeiger des     Ruderlagenanzeigers    verbunden ist.  



  Weitere     Einzelheiten    des     Erfindungsgegenstandes     ergeben sich aus der nachfolgenden     ausführlichen     Beschreibung und den beigefügten     Zeichnungen,    in  der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung  beispielsweise veranschaulicht ist.      Es zeigen:       Fig.    1     einen        Axialschnitt    durch die     Ruderma-          schine        und          Fig.    2 eine     vergrösserte    Darstellung eines Axial  schnittes durch den     Kraftantriebsteil    der Ruderma  schine.  



  Die     in    der- Zeichnung dargestellte Rudermaschine  ist     in    einem Gehäuse angeordnet, welches am Stand  des Rudergängers     aufgestellt    und     mit    dem     Schiff    fest  verbunden wird. Das Gehäuse setzt sich aus einem  unteren     Abschnitt    100 und einem oberen Abschnitt  101 zusammen. Der- untere Abschnitt 100 ist fest  mit der Bodenplatte 13 verbunden.

   Der obere Ab  schnitt 101 des Gehäuses ist auf dem unteren Ab  schnitt 100 befestigt, wobei die Befestigung jedoch  aus einer einfach     zu    lösenden     Schraubbolzen-Ver-          bindung    bestehen kann, so dass der obere     Abschnitt     jederzeit leicht     abgenommen    werden kann.

   Durch ent  sprechende     Anordnung    von     Gewindebohrungen        kann     der untere Abschnitt 100 des Gehäuses abweichend  von der     Normalanordnung    um einen gewissen Win  kel verdreht gegenüber dem oberen Abschnitt 101       mit    diesem fest     verbundenen    werden, Im oberen Ge  häuseabschnitt 101 ist das Handsteuerrad 102 gela  gert.  



  Neben dem     Steuersäulengehäuse    100, 101 steht  das zur     allgemeinen        Ruderhausausrüstung    gehörige  Fahrpult mit einem Steuerschalter, so     dass    der     Be-          dienungsgriff        für    den Kraftantrieb in     Griffweite    des  Rudergängers     liegt,        in        dierekter    Nähe des     Motoren-          fahrstandes.     



  Auf die vertikale Antriebs- oder Steuerwelle 32  können     wahlweise    der Handantrieb oder ein Kraft  antrieb einwirken. Die Welle 32 ist als     Hohlwelle     ausgebildet und sitzt auf der     Hilfswelle    34, welche  aufgrund der Nut- und     Federverbindung    36 gegen  über der Hohlwelle 32     in    axialer     Richtung    verschieb  bar ist. Diese Anordnung ist     für    heb- und senkba  re Steuerstände vorgesehen. Die     Hilfswelle    34 trägt  ein     Kegelrad    38, an das die weitere Antriebsver  bindung zum Ruder angeschlossen ist.  



  Das Steuerrad 102 wird von     einer    Welle 40 ge  tragen, welche im oberen     Gehäuseabschnitt    101 ge  lagert ist. Auf das     innere    Ende der Welle 40 ist das       Kegelrad    44     aufgekeilt,    das mit dem     Kegelrad    46  der Hohlwelle 32     kämmt.       Der generell mit dem Bezugszeichen 103 verse  hene Kraftantrieb zur Welle 32 erfolgt vom Motor  105 über ein Planetengetriebe dessen als Getriebe  gehäuse     ausgebildeter    Planetenträger     mit    132 bezeich  net ist.

   Der Motor 105 ist     ein        Reversiermotor,    des  sen     Abtriebswelle    106 parallel     zur    Welle 32 ange  ordnet ist. Die Welle 106 trägt eine elektromagneti  sche Kupplung 107 zum stossfreien     Anfahren,    mit  welcher das auf der     Welle    106 drehbar angeordnete  Zahnrad 108     zur    -     Kraftübertragung    an den Motor  105     angeschlossen    werden kann. Das Zahnrad 108  kämmt mit einem Zahnrad 109; das fest mit dem  Planetenträger 132 verschraubt -ist.

   Dadurch rollt das       im    Planetenträger 132     gelagerte    Planetenrad 142 auf    dem     Zentralrad    144 ab, welches bei     Einschaltung    des  Kraftantriebes durch     eine    gleichzeitig eingeschaltete  elektrische     Sperrkupplung    149 über den Kegeltrieb  44, 46 festgehalten     wird.    Das Planetenrad 142 kann  dabei achtzehn und das Zentralrad 144 sechsundvier  zig Zähne aufweisen.

   Die Drehung des Zahnrades  142 wird nun auf das damit fest verbundene Zahn  rad 146 übertragen, welches das als     Zentralrad    wir  kende     Zahnrad    148     in    Drehung versetzt, wobei das  Zahnrad 146 beispielsweise siebzehn und das Zen  tralrad 148 siebenundvierzig Zähne aufweisen     kann.     Die Drehung des Zahnrades 148     wird    somit durch  die unterschiedliche Wahl der Untersetzungen 144  142 und 148-146     hervorgerufen.    Das     Zahnrad    148  ist drehfest     mit    der Welle 32 verbunden.

   Der Wir  kungsgrad der Maschine bei dieser Art der     übertra-          gung    ist     verhältnismässig    günstig.  



  Bei Ausschalten des Motors 105 und der Kupp  lung 149     bewirkt    das Getriebe, welches für die je  weils erforderliche Untersetzung sorgt, wegen seiner  grossen Untersetzung, eine wirksame Sperrung, die  ein Zurückdrehen des Ruders verhindert. Wenn näm  lich der     Kraftfluss    bei Übertragung der Reaktions  kraft vom Ruder her die umgekehrte Richtung durch  das Getriebe     nimmt,    tritt auf Grund der Getriebe  anordnung eine Wirkungsgradverschlechterung auf,  die zur Sperrung des Getriebes meistens ausreicht.  Durch die     Reibkupplung    111 ergibt sich noch eine       zusätzliche    Sperrung.

   Das     Untersetzungsverhältnis    des  Getriebes vom     Ritzel    108 bis zur Steuersäule 32  wird je nach den lokalen     Einbauverhältnissen    ge  wählt und liegt     in    den meisten Fällen     zwischen     24,5 : 1 und 47 : 1.  



       Im    oberen Abschnitt 101 des Gehäuses ist ein       Ruderlagenanzeiger    untergebracht, der unmittelbar  mechanisch die Lage des Ruders auf den Zeiger  150 überträgt und die Aufstellung einer 2. Steuer  säule auf dem Peildeck direkt     kuppelbar    zulässt. Der       Ruderlagenanzeiger    ist als Umlaufgetriebe aus  gebildet, bei welchem die Welle 32 das     Zentralrad     164 drehbar trägt. Der Planetenträger 152 ist mit  einer Stellschraube 154 unter Zwischenfügung einer  auf die Welle 32 aufgeschobenen     Hülse    156 drehfest       mit    der Welle 32 verbunden.

   Durch Umstecken     eines     Zahnrades - oder Zeigerverstellung kann die Relativ  lage des     Ruderlagenanzeigers    im Verhältnis zur Wel  le 32 korrigiert werden. Im Planetenträger 152 sind  die fest miteinander verbundenen Zahnräder 158, 160       unterschiedlicher    Grösse     mit    ihrer gemeinsamen Ach  se 162 gelagert. Das Zahnrad 158 kämmt dabei mit  dem     Zentralrad    164; das     mit    einem Halteblech 166  am Gehäuse 101 befestigt ist.

   Durch die Drehbewe  gung des Planetenträgers 152 und das     Abwälzen    des       im    Planetenträger gelagerten Zahnrades 158 auf dem  festen Zahnrad 164 wird das     Zahnrad    160     in    ent  sprechende Drehung versetzt, die vom Zahnrad 160       zum        Zahnrad    168 weitergeleitet wird.  



  Das     Untersetzungsverhältnis    des     Ruderlagenan-          zeiger-Umlaufgetriebes    ist vorzugsweise so gewählt,  dass die Stellung des Zeigers 150 relativ zum     Schiff         der jeweiligen Stellung des Ruders entspricht, und  kann z. B. 99: 1 betragen. Das Zahnrad 168 trägt  eine sich in     axialer    Richtung nach oben erstrecken  de Hülse 170, in deren oberem Ende der Zeiger  150 mit einer Spannscheibe festgeklemmt ist. Das  obere Ende der Hülse 170 ist in einer kreisförmi  gen Öffnung des Gehäuses 101 drehbar.

   Die Hülse  170 trägt ferner eine     Nockenscheibe    174, mit welcher  die     Endlagenschalter    für die Abschaltung des Kraftan  triebes betätigt werden. Nach Abnehmen des Steuer  säulendeckels     kann    durch Hochziehen der Hülse 170  und entsprechendes Wählen des Zahneingriffes am  Zahnrad 160 die Einstellung der     Nockenscheibe     und somit auch die der     Endlagenschalter    vorgenom  men werden. Die Hohlschraube 176 dient dazu, den  Zeiger 150 mittels eines     zwischengelegten    O-Ringes  drehfest mit der Spannscheibe zu verbinden bzw.

    Korrekturen     vorzunehmen.    Die Hohlschraube 176  trägt ausserdem einen     Klappöler,    welcher für die  Schmierung des oberen Teiles der     Rudermaschine    und  der     Kegelräder    44 und 46, der     Hifswelle    34 vorge  sehen ist. Alle aussen auf der Hülse 156 angeord  neten Bauteile des     Ruderlagenanzeigers        bzw.    die von  dieser Hülse getragenen Teile bilden ein geschlosse  nes Aggregat, das vorgefertigt mittels der Hülse 156  auf die Welle 32 aufgesetzt werden kann. Die oben  auf die Hohlwelle 32 aufgesetzte     Verschlussplatte     dient zur Verteilung des Schmierstoffes.  



  Wenn auch die Rudermaschine bei elektrischer Ab  schaltung des Kraftantriebes bzw. bei Spannungsaus  fall sofort auf Handbetrieb umgeschaltet ist, so ist  dabei allerdings zu berücksichtigen, dass die     in    die  Energieübertragung vom Kraftantrieb auf die Steuer  welle 34 eingeschalteten rotierenden Massen Energie  speicher     darstellen,    die nach Abschaltung des Kraft  antriebes einen gewissen Nachlauf des Hauptgetrie  bes bewirken können. Auch können die vom Ruder  aus rückwirkenden Kräfte über das Hauptgetriebe  eine gewisse     Umfangskraft    am Zahnrad 108 hervor  rufen.  



  Als Sperre gegen den Nachlauf des Hauptge  triebes-     bzw.    die Rückwirkung von Ruderkräften ist  das     Ritzel    108 mit einer zusätzlichen     Sperrvorrichtung     110, 111 versehen. Die Sperrvorrichtung besteht ei  nerseits aus einem Gleitkonus 111, der auf einem  axialen Ansatz 112 des     Ritzels    108 mittels gegenüber  liegender     Passfedern    113, die in entsprechende Nu  ten 114 auf der Innenfläche des Gleitkonus<B>111</B> ein  greifen, drehfest aber axial     verschieblich    angeordnet  ist.

   Der zweite Teil der     Sperrvorrichtung    besteht aus  einer     Konushülse    110 mit Innen- und Aussenkonus,  die in der Ruhelage mit dem Gleitkonus 111 und  dem Festkonus 115 in Reibungseingriff steht. Zu  diesem Zweck ist die aus einem bremsenden Ma  terial, vorzugsweise aus einem Kunststoff bestehende       Konushülse    110 in dem Festkonus 115 reibungs  kraftschlüssig gelagert, der seinerseits fest mit dem  Gehäuse 116 der     Antriebsvorichtung    103 verbunden  ist.  



  Der Gleitkonus 111 steht bei ruhendem Kraftan-    trieb mit dem Konus 110 in     Flächeneingriff    und  sperrt aufgrund der reibenden Wirkung des Materials  des Konus das drehfest     mit    dem Gleitkonus verbun  dene     Ritzel    108.  



  Unter der aus Gleitkonus 111 und Konus 110 be  stehenden Sperre ist eine     Zentrifugalvorrichtung    117  angeordnet, die an die Antriebswelle angeschlossen ist  und nach aussen und gleichzeitig in axialer Richtung  bewegbare Elemente 119 enthält. Bei der Zentrifugal  vorrichtung handelt es sich um einen Käfig 118, der  in mit 45  von der Achse nach oben und aussen  geneigten Bohrungen 120     Kugeln    119 enthält, die bei  Drehung     aufgrung    der Zentrifugalkraft und der       Führung    durch die um 45  ansteigenden Bohrungen  nach aussen rutschen.

   Zweckmässig     sind    in dem Kä  fig 118 drei jeweils 120      auseinanderliegende    Boh  rungen 120 vorgesehen, so dass bei Einschaltung des  Motors 105 der über dem Käfig     liegende        Gleitko-          nus   <B>111</B> an drei Punkten durch die Kugeln 119     be-          aufschlagt    und aus der     Konushülse    110 herausgedrückt  wird. Bei Abschaltung des Motors 105 hört die Ein  wirkung der Zentrifugalkraft auf die     Kugeln    119 auf,  so dass die     Kugeln    in ihre unmittelbar neben der  Welle 106     liegende    Ruhestellung zurückkehren.

   Der  Käfig 118 weist am Aussenrand eine nach innen zur  Welle 106 hin konkave, der     Kugelrundung        angepasste     Ringnut 121 auf. Die Ringnut 121 ermöglicht,  dass die Kugeln in ihren äussersten     Stellen        gleich-          mässig    abgestützt werden so dass der Gleitkonus  auch gleichmässig von den drei     Kugeln    der     Zentri-          fugalvorrichtung        beaufschlagt    und gehalten wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Manuell oder mit Kraftantrieb arbeitende Ruder maschine; bei der in einer Steuersäule eine mit dem Ruder verbundene vertikale Steuerwelle angeordnet ist, auf die wahlweise der Hand- oder Kraftantrieb einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (105) auf eine parallel zur Steuerwelle (32) liegende Antriebswelle (l06) arbeitet, auf der ein elektro magnetisch ankuppelbares Ritzel (108) angeordnet ist, das mit einem auf der Steuerwelle (32) drehbar gelagerten Planetenträger (132) kämmt, dessen Pla netenräder (142, 146) einerseits mit einem zum Hand antrieb gehörenden auf der Steuerwelle (32) drehbar gelagerten Ritzel (144),

   welches während des Kraftan triebes als Reaktionsrad mit dem Gehäuse (100, 101) verbindbar ist, und andererseits mit einem auf der Steuerwelle (32) aufgekeilten Ritzel (148) in Eingriff stehen. UNTERANSPRÜCHE 1. Rudermaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrosperrkupplung (149) vorgesehen ist, welche bei Einschaltung des Kraftantriebes (105) den Handantrieb gegenüber dem Gehäuse (100 101) verriegelt und ihn bei Spannungs ausfall in jeder Ruderlage selbsttätig wieder frei gibt.

   2. Rudermaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersäulengehäuse (100, 101) zwischen Hand- und Kraftantrieb in einer hori zontalen Ebene geteilt und die beiden Gehäuseab schnitte (100, 101) in Umfangsrichtung gegenein ander um die Steuerwelle (32) verdrehbar sind.

   3. Rudermaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Steuerwelle von zwei koaxialen Wellen- bzw. Hohlwellenteilen (34, 32) gebildet wird, die über eine Nut- und Feder verbindung (36) drehfest, aber teleskopartig gegen einander verschiebbar sind. 4.

   Rudermaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschalter für die elektro magnetische Kupplung (107) als Folgeschalter aus gebildet ist, der vor dem Einschalten der Kupplung (107) den Motor (105) einschaltet und nach dem Ausschalten der Kupplung (107) den Motor abschal tet. 5. Rudermaschine nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch eine mit Ausschaltung des Kraftan triebes auf das elektromagnetisch ankuppelbare Ritz- zel (108) einwirkende Sperre (110; 111) die durch Einschaltung des Antriebes (105) aufhebbar ist.

   6. Rudermaschine nach Unteranspruch 5, gekenn zeichnet durch einen auf einem Ansatz (112) des Ritzels (108) drehfest, aber axial verschieblich ange ordneten Gleitkonus (111), der bei ruhendem Kraft antrieb über der aus bremsendem Material bestehen den Konushülse (110) mit dem Festkonus (115)

   in Eingriff steht und aus dieser Hülse bei eingeschalte tem Kraftantrieb durch Beaufschlagung mittels ei ner an die Antriebswelle angeschlossenen Zentrifu- galvorrichtung (117) herausdrückbar ist. 7.

   Rudermaschine nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass die Zentrifugalvorrichtung (117) aus einem Käfig (118) besteht, welcher durch Zentrifugalkraft nach aussen und gleichzeitig in axia ler Richtung bewegbare Elemente (119) hält, die bei Einschaltung des Kraftantriebes den Gleitkonus be- aufschlagen. B.

   Rudermaschine nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass der Käfig (118) axial unter dem Ritzel (108) und der Gleitkonus (111) axial zwischen Käfig und Ritzel angeordnet ist.

   9. Rudermaschine nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (118) Kugeln (119) enthält, die in schräg nach aussen und oben sich erstreckende regelmässig verteilten Bohrungen (120) verschiebbar sind. 10. Rudermaschine nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass der Käfig (118) an seinem oberen äusseren Rand vor den Bohrungen (120) eine nach innen gerichtete, der Kugelrundung angepasste Ringnut (121) aufweist.

   11: Rudermaschine nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch einen mit Umlaufgetriebe versehenen Ruderlagenanzeiger, dessen Planetenträger (152) drehfest mit der vertikalen Antriebswelle (32) ver bunden ist. 12. Rudermaschine nach Unteranspruch 11, da durch gekennzeichnet, dass im Umlaufarm (152) zwei drehfest miteinander verbundene Zahnräder (158, 160) unterschiedlicher Grösse gelagert sind, von de nen das eine mit einem am Gehäuse (166) festen, als Reaktionsrad dienenden Zahnkranz (164) kämmt während das andere ein Zahnrad (168) treibt,

   das drehfest mit dem Zeiger (150) des Ruderlagenanzei- gers verbunden ist. 13. Rudermaschine nach Unteranspruch 11, da durch gekennzeichnet, dass der Zeiger (150) verstell bar mittels einer Spannscheibe in eine Hülse (170) eingesetzt ist, die fest mit dem Abtrieb des Um laufgetriebes (168) verbunden ist. 14. Rudermaschine nach Unteranspruch 11, da durch gekennzeichnet, dass der Ruderlagenanzeiger Nocken (174) trägt, die Endlagenschalter betätigen. 15.

   Rudermaschine nach Unteranspruch 11, da durch gekennzeichnet, dass der Ruderlagenanzeiger eine Einheit bildet, die mittels einer Trägerhülse (156) auf die vertikale Antriebswelle (32) aufgescho ben und mit einer Stellschraube (154) darauf befe stigt ist.