DE10305230A1

DE10305230A1 - Device for the automatic control of a maritime vehicle

Info

Publication number: DE10305230A1
Application number: DE2003105230
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl.-Ing. Schmidt
Original assignee: JEFA STEERING APS; JEFA STEERING APS GREVE
Current assignee: JEFA STEERING APS; JEFA STEERING APS GREVE
Priority date: 2003-02-08
Filing date: 2003-02-08
Publication date: 2004-08-19
Also published as: EP1445191A1

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum automatischen Steuern eines maritimen Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung einen Steuerantrieb hat, dem ein Planetengetriebe mit wenigstens einem innenverzahnten Hohlrad nachgeschaltet ist, weist das Planetengetriebe eine betätigbare Umlaufsperre für das Hohlrad auf und hat wenigstens einen automatisch und/oder manuell erregbaren Elektromagneten zum Aktivieren der Umlaufsperre sowie wenigstens ein mit dem Elektromagneten korrespondierendes Federelement zum Deaktivieren der Umlaufsperre. Die Umlaufsperre weist wenigstens ein im Gehäuse des Planetengetriebes verschieblich gelagertes Sperrorgan auf.In a device for the automatic control of a maritime vehicle, the device having a control drive, which is followed by a planetary gear with at least one internally toothed ring gear, the planetary gear has an actuatable circulation lock for the ring gear and has at least one automatically and / or manually excitable electromagnet for Activating the circulation lock and at least one spring element corresponding to the electromagnet for deactivating the circulation lock. The circulation lock has at least one locking member slidably mounted in the housing of the planetary gear.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Steuern eines maritimen Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung einen Steuerantrieb hat, dem ein Planetengetriebe mit wenigstens einem innenverzahnten Hohlrad nachgeschaltet ist.The invention relates to a device for automatically controlling a maritime vehicle, the device has a control drive that a planetary gear with at least is connected downstream of an internally toothed ring gear.

Nach einem Abschalten oder einem Ausfall des Steuerantriebes der Vorrichtung zum automatischen Steuern eines maritimen Fahrzeugs, insbesondere eines Schiffes, muß ein sofortiges und zuverlässiges Umschalten auf ein manuell bedienbares Steuerorgan, beispielsweise auf ein Steuerrad, möglich sein. Dazu werden in bekannter Weise z. B. mechanische Kupplungen, insbesondere elektromechanische Kupplungen eingesetzt, die den Kraftschluß zwischen dem Steuerantrieb und den Schiffsrudern unterbrechen. Das Planetengetriebe dient dazu, die vom Steuerantrieb abgegebene Drehbewegung in wenigstens einer Getriebestufe so weit zu untersetzen, daß an den Schiffsrudern eine ausreichende Steuerkraft zur Verfügung steht.After a shutdown or a Failure of the control drive of the device for automatic control of a maritime vehicle, especially a ship, must be immediate and reliable Switching to a manually operated control element, for example on a steering wheel, possible his. For this purpose, z. B. mechanical couplings, used in particular electromechanical clutches, the frictional connection between interrupt the steering gear and the oars. The planetary gear is used to at least the rotary movement emitted by the control drive to reduce a gear stage so far that a sufficient taxpayer is available.

Bei manueller Steuerung wird das Planetengetriebe jedoch mitgedreht, was aufgrund des nunmehr gegebenen Übersetzungsgrades als nachteilig empfunden wird.With manual control it will Planetary gears, however, rotated, which is due to the degree of translation now given is perceived as disadvantageous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, die besonders klein baut und die vorstehenden Nachteile vermeidet.The invention has for its object a Show device of the type mentioned, the particular builds small and avoids the above disadvantages.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben.This object is achieved by a Device with the features of claim 1 solved. advantageous Further developments and refinements of the invention are in the subclaims 2 to 8 specified.

Erfindungsgemäß weist das Planetengetriebe eine betätigbare Umlaufsperre für das Hohlrad auf. Die auf diese Weise geschaffene Kupplung ist somit in den Aufbau des Planetengetriebes integriert, so daß besonders kompakte sowie geringe bauliche Abmessungen realisierbar sind.According to the planetary gear an actuatable Circulation lock for the ring gear on. The coupling created in this way is thus integrated in the structure of the planetary gear, so that particularly compact and small structural dimensions can be realized.

Außerdem kann der mit einem manuell bedienbaren Steuerorgan zu überwindende, als nachteilig empfundene Übersetzungsgrad deutlich verkleinert werden, da der Abtrieb auf dem Weg des geringeren Widerstandes, also über das Hohlrad erfolgen kann.You can also do it manually controllable control device to be overcome, as a disadvantageous degree of translation be significantly reduced because the downforce on the way of the lesser Resistance, so about the ring gear can be done.

Dazu ist mit Vorteil vorgesehen, das Hohlrad mit Gleit- oder Rollenlagern im Planetengetriebe abzustützen, so daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch ein manuell bedienbares Steuerorgan besonders reibungs- sowie geräuscharm betrieben werden kann.For this purpose, it is advantageously provided the ring gear with sliding or Support roller bearings in the planetary gear, so that with the device according to the invention also a manually operated control unit particularly friction as well noise can be operated.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch wenigstens einen automatisch und/oder manuell erregbaren Elektromagneten zum Aktivieren der Umlaufsperre gekennzeichnet. Elektromagneten weisen kurze Schaltzeiten auf, so daß die Umlaufsperre mit einem Elektromagneten vorteilhaft schnell schaltbar ist.After a further development of the invention is the device according to the invention by at least one automatically and / or manually excitable electromagnet marked to activate the circulation lock. electromagnet have short switching times, so that the circulation lock with an electromagnet can advantageously be switched quickly.

Zum Deaktivieren der Umlaufsperre weist die Vorrichtung erfindungsgemäß ein mit dem Elektromagneten korrespondierendes Federelement auf. Das Federelement ist derart ausgelegt, daß seine maximale Federkraft kleiner ist als die Anzugskraft des Elektromagneten. Daraus ergibt sich, daß die Umlaufsperre nur so lange aktiv ist, wie ein die Anzugskraft erzeugender Schaltstrom am Elektromagneten ansteht.To deactivate the circulation lock the device according to the invention with the electromagnet corresponding spring element. The spring element is like this designed to be its maximum Spring force is less than the attraction force of the electromagnet. It follows that the circulation block is only active as long as a switching current that generates the attractive force applied to the electromagnet.

Um eine sofortige manuelle Übernahme der Schiffssteuerung zu gewährleisten, ist es besonders günstig, den Schaltstrom unmittelbar vom Versorgungsstrom des Steuerantriebes abzugreifen. Die Umlaufsperre ist somit nur dann aktiv, wenn der Steuerantrieb eingeschaltet ist, und somit die Vorrichtung als sogenannter „Autopilot" arbeiten kann.For an immediate manual takeover to ensure the ship's control, it’s particularly cheap the switching current directly from the supply current of the control drive tap off. The circulation lock is therefore only active if the Control drive is switched on, and thus the device can work as a so-called "autopilot".

Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung weist die Umlaufsperre wenigstens ein im Gehäuse des Planetengetriebes verschieblich gelagertes Sperrorgan auf, das vorzugsweise als zylindrisch ausgeformter Sperrstift ausgebildet ist. Dieser weist vorzugsweise an einem seiner beiden Enden einen Permanentmagneten auf, der einen ersten Pol des Elektromagneten ausbildet. Der zweite Pol des Elektromagneten wird mit einer Magnetspule erzeugt, die mit Vorteil ebenfalls in das Gehäuse des Planetengetriebes integriert ist.After a further development of the invention the circulation lock has at least one displaceable in the housing of the planetary gear stored locking member, which preferably as a cylindrical shape Lock pin is formed. This preferably points to one of its both ends on a permanent magnet, the first pole of the electromagnet formed. The second pole of the electromagnet is with a magnetic coil generated, which also advantageously integrated into the housing of the planetary gear is.

Es kann selbstverständlich vorgesehen sein, daß die Umlaufsperre mehrere, vorzugsweise zwei im Gehäuse des Planetengetriebes verschieblich gelagerte und mechanisch miteinander gekoppelte Sperrorgane aufweist. Dabei sind die Sperrorgane nach Art einer Klauenkupplung, bezogen auf den Umfang des innenverzahnten Hohlrades, gleichmäßig im Gehäuse verteilt angeordnet.It can of course be provided be that the Circulation lock several, preferably two displaceable in the housing of the planetary gear has stored and mechanically coupled locking members. The locking members are based on a claw coupling on the circumference of the internally toothed ring gear, evenly distributed in the housing arranged.

Weiterhin ist vorgesehen, daß das dem Permanentmagneten gegenüberliegende freie Ende des Sperrorganes als eine Rastnase ausgebildet ist, die mit wenigstens einer im Radkörper des Hohlrades angeordneten Vertiefung in Eingriff bringbar ist. Die Vertiefung befindet sich vorzugsweise im äußeren Bereich einer der Stirnflächen des Radkörpers, so daß der Sperrstift zur Drehachse des Hohlrades parallel angeordnet werden kann. Es ist jedoch ebenso denkbar, die Vertiefung auf der äußeren, der Innenverzahnung abgewandten Mantelfläche des Radkörpers anzubringen, so daß der Sperrstift, bezogen auf die Drehachse des Hohlrades, eine radiale Ausrichtung aufweist.It is also provided that the Opposing permanent magnets free end of the locking member is designed as a locking lug that with at least one in the wheel center of the ring gear arranged recess can be brought into engagement. The depression is preferably located in the outer region of one of the end faces of the wheel body, so that the Lock pin to be arranged parallel to the axis of rotation of the ring gear can. However, it is also conceivable to have the depression on the outer one Attach the outer surface of the wheel body facing away from the internal toothing, so that the Locking pin, based on the axis of rotation of the ring gear, a radial Alignment.

Um eine bei Vorrichtungen der hier in Rede stehenden Art vorteilhafte Überlastsicherung zu realisieren, ist vorgesehen, daß die Rastnase und die Vertiefung jeweils miteinander korrespondierende, an- bzw. abgeschrägte Anlageflächen aufweisen. Damit ist erreicht, daß aus dem Kraftschluß zwischen Steuerantrieb und Schiffsrudern bei Überschreitung der Belastungsgrenze bzw. eines vorbestimmten zulässigen Antriebsmomentes eine Kraftkomponente resultiert, die den Kraftschluß selbsttätig unterbricht. Die an- bzw. abgeschrägten Anlageflächen bewirken dabei die Aufteilung der aus dem Antriebsdrehmoment resultierenden und an der Rastnase anstehenden Sperrkraft in eine radial gerichtete und in eine achsparallel gerichtete Kraftkomponente. Übersteigt die achsparallele Kraftkomponente die aus Anzugskraft des Elektromagneten und Federkraft resultierende Kraft, verschiebt sich der Sperrstift selbsttätig. Dabei rutscht die Rastnase aus der Vertiefung heraus, wobei ihre abgeschrägten Anlageflächen auseinander gleiten.In order to implement an overload protection device which is advantageous for devices of the type in question, it is provided that the latching lug and the depression each have mutually corresponding, bevelled or bevelled contact surfaces. It is thus achieved that the force connection between the control drive and the ship's rudders results in a force component which automatically interrupts the force connection when the load limit is exceeded or a predetermined permissible drive torque is exceeded. The inclined or bevelled contact surfaces the division of the locking force resulting from the drive torque and applied to the locking lug into a radially directed and an axially parallel force component. If the axially parallel force component exceeds the force resulting from the pulling force of the electromagnet and spring force, the locking pin moves automatically. The locking lug slips out of the recess, with its bevelled contact surfaces sliding apart.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the invention from which further inventive features result is in the Drawing shown.

Die Zeichnung zeigt ein Planetengetriebe 1 mit einem Hohlrad 2 für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum automatischen Steuern eines maritimen Fahrzeugs. Das Planetengetriebe 1 weist eine betätigbare Umlaufsperre 3 für das Hohlrad 2 auf. Zum Aktivieren der Umlaufsperre 3 sind hier zwei automatisch und/oder manuell erregbare Elektromagnet 4 vorgesehen. Zum Deaktivieren der Umlaufsperre 3 dient ein mit dem Elektromagneten 4 korrespondierendes Federelement 5, das als Spiraldruckfeder ausgebildet ist. Die Umlaufsperre 3 ist komplett in das Gehäuse 6 des Planetengetriebes 1 integriert, und weist ein verschieblich gelagertes Sperrorgan 7 auf, das als zylindrisch ausgeformter Sperrstift ausgebildet ist.The drawing shows a planetary gear 1 with a ring gear 2 for an inventive device for automatic control of a maritime vehicle. The planetary gear 1 has an actuable circulation lock 3 for the ring gear 2 on. To activate the circulation lock 3 here are two automatically and / or manually excitable electromagnets 4 intended. To deactivate the circulation lock 3 serves one with the electromagnet 4 corresponding spring element 5 , which is designed as a spiral compression spring. The circulation barrier 3 is completely in the housing 6 of the planetary gear 1 integrated, and has a slidably mounted locking member 7 on, which is designed as a cylindrical locking pin.

Das Hohlrad 2 weist eine in einer Stirnfläche 8 der Stirnflächen seines Radkörpers angeordnete Vertiefung 9 auf, mit der eine ein freies Ende des Sperrorganes 7 ausbildende Rastnase 10 in Eingriff bringbar ist. Die Rastnase 10 und die Vertiefung 9 weisen miteinander korrespondierende, an- bzw. abgeschrägte Anlageflächen 11, 12 zur Ausbildung einer Überlastsicherung auf. Das der Rastnase 10 abgewandte freie Ende des Sperrorganes 7 weist einen Permanentmagneten 13 auf, der mit einer das Sperrorgan 7 umgebenden Magnetspule 14 korrespondiert. Das Gehäuse 6 des Planetengetriebes 1 wird antriebsseitig von einem Motor 15 und abtriebsseitig von einem Lagerabschlußdeckel 16 begrenzt.The ring gear 2 has one in an end face 8th the end faces of its wheel body arranged recess 9 on with which a free end of the locking member 7 training latch 10 can be brought into engagement. The latch 10 and the deepening 9 have mutually corresponding, bevelled or bevelled contact surfaces 11 . 12 to form an overload protection. That of the latch 10 facing free end of the locking member 7 has a permanent magnet 13 on the one with the blocking organ 7 surrounding solenoid 14 corresponds. The housing 6 of the planetary gear 1 is driven by a motor 15 and on the output side of a bearing cover 16 limited.

Zur Aufnahme des Elektromagneten 4 weist das Gehäuse 6 jeweils einen mit dem Lagerabschlußdeckel 16 verschließbaren Aufnahmeraum 17 auf, der vorzugsweise als zylindrisch ausgeformte Senkung einer das Sperrorgan 7 in die am Hohlrad 2 angeordnete Vertiefung 9 führenden Bohrung 18 ausgebildet ist.To hold the electromagnet 4 points the case 6 one with the bearing cover 16 lockable recording room 17 on, preferably as a cylindrically shaped lowering of the locking member 7 in the ring gear 2 arranged depression 9 leading bore 18 is trained.

Der Permanentmagnet 13 wird am Sperrorgan 7 von einem Aufnahmekopf 19 gehalten, der an der Magnetspule 14 anliegend, sowie das als Schraubdruckfeder ausgebildete Federelement 5 zusammendrückend, die Umlaufsperre 3 in aktiviertem Zustand zeigt.The permanent magnet 13 is on the blocking organ 7 from a recording head 19 kept on the solenoid 14 adjacent, as well as the spring element designed as a helical compression spring 5 squeezing the circulation lock 3 shows in activated state.

Claims

Device for the automatic control of a maritime vehicle, the device having a control drive, which is followed by a planetary gear with at least one internally toothed ring gear, characterized in that the planetary gear has an actuatable circulation lock for the ring gear.

Device according to claim 1, characterized by at least one automatically and / or manually excitable electromagnet to activate the circulation lock.

Device according to claim 2, characterized by at least one spring element corresponding to the electromagnet to deactivate the circulation lock.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the Circulation lock displaceable at least one in the housing of the planetary gear has stored locking member.

Device according to claim 4, characterized in that this Locking member is designed as a cylindrical locking pin.

Device according to one of claims 4 and 5, characterized in that that this Ring gear at least one arranged in one of the end faces of its wheel body Has deepening.

Apparatus according to claim 6, characterized in that this Blocking member at least one engageable with the recess Has latch.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the Detent and the recess each corresponding, beveled or beveled contact surfaces to form an overload protection exhibit.