DD281164A5

DD281164A5 - DEVICE FOR FAULT SIGNALING FOR ELECTRIC-HYDRAULIC DRIVE SYSTEMS OF RUDDER MACHINERY

Info

Publication number: DD281164A5
Application number: DD32741089A
Authority: DD
Inventors: Bernd Buesch; Kurt Putensen; Dieter Gutzmann; Wolfgang Rothmeier
Original assignee: Klement Gottwald Werke Veb
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1990-08-01
Also published as: DD281164B3

Abstract

Die Erfindung beinhaltet eine Einrichtung zur Störungssignalisation für elektro-hydraulische Antriebssysteme von Rudermaschinenanlagen. Der Einsatz der Erfindung ist bei Wasserfahrzeugen vorgesehen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hydraulikaggregat und der Rudermaschine angeordnete Strömungskontrollschalter mit einer elektrischen Überwachungsschaltung in Wirkverbindung stehen. Beim Einsatz von zwei Antriebsaggregaten, die gemeinsam oder einzeln auf die Rudermaschine arbeiten, ist jedem Hydraulikaggregat eine Strömungskontrollschalterkombination und eine elektrische Überwachungsschaltung zugeordnet. Fig. 1{Rudermaschinenanlage; Wasserfahrzeug; Antrieb, elektro-hydraulisch; Parallelbetrieb; Störungssignalisation; Überwachungsschaltung; Strömungskontrollschalter; Ruhestromschaltung; Schiffssicherheit}The invention includes a device for fault signaling for electro-hydraulic drive systems of rowing machines. The use of the invention is provided in water vehicles. The invention is characterized in that arranged between the hydraulic unit and the steering machine flow control switch are in operative connection with an electrical monitoring circuit. When using two drive units that work together or individually on the steering machine, each hydraulic unit is associated with a flow control switch combination and an electrical monitoring circuit. Fig. 1 {steering machine equipment; Watercraft; Drive, electro-hydraulic; Parallel operation; Fault signaling; Monitoring circuit; Flow switch; Closed circuit; Ship Security}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Störungssignalisation für elektro-hydraulische Antriebssysteme von Rudermaschinen, deren Einsatz bei Wasserfahrzeugen erfolgt.The invention relates to a device for fault signaling for electro-hydraulic drive systems of rowing machines, which is used in watercraft.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind Einrichtungen zur Störungssignalisation bekannt, bei denen der gesamte Regelkreis der Rudermaschinen durch Vergleich des vorgegebenen Sollwertes mit dem in einer bestimmten Zeit vorhandenen Ausgangsistwert entsprechend der tatsächlichen Ruderlage überwacht wird. Dabei umfaßt der Regelkreis die Teilsysteme Steuerung, Antrieb, Rudermaschine und Rückmeldung. Nachteilig bei diesen Ausführungen ist, daß bei einer Störung eine für den Schiffsbetrieb erforderliche schnelle Lokalisierung äußerst schwierig ist.There are devices for fault signaling are known in which the entire control loop of the rowing machines is monitored by comparing the predetermined setpoint with the present in a certain time output actual value corresponding to the actual rudder position. The control circuit includes the subsystems control, drive, steering gear and feedback. A disadvantage of these embodiments is that in a disturbance required for ship operation rapid localization is extremely difficult.

Hie Erfahrungen haben gezeigt, daß Störungen, u.a. bedingt durch eine Häufung von Verschleißteilen, insbesondere im Antriebss« stern in der Praxis auftreten, weshalb zur Absicherung der Manövrierfähigkeit bereits meist zwei Antriebssysteme gleicher Ausführung eingesetzt werden.Experience has shown that disorders, i.a. Due to an accumulation of wear parts, in particular in the drive star occur in practice, which is why usually two drive systems of the same design are used to secure the maneuverability.

Mit weiteten bekannten Lösungen werden Schäden am Antriebssystem nur mit der Überwachung einzelner Funktionspaiameter, wie Steuerdruck, Phasenausfall, Unterbrechung der Energiezufuhr, elektrische Überlastwarnung, Signal^;sation beim Unterschreiten o*.s minimalen Ölstandes im Behälter als Folge einer Ölleckage, erfaßt. Bei den Einzel Störungsmeldungen ist es nicht möglich, so wesentliche Störungen, wie Ausfall der Steuermagnete an Wegeventilen, Verklemmen der Schieber in Wegeventilen und Sicherheitsventilen, Defekte an Übertragungselementen zwischen Hydraulikpumpe und Antriebsmotor, mit einem vertretbaren ökonomischen Aufwand zu realisieren.With well-known solutions, damage to the drive system is only possible with the monitoring of individual functional parameters, such as control pressure, phase failure, interruption of the power supply, electrical overload warning, signal ^; sation falls below o * .s minimum oil level in the container as a result of oil leakage, detected. In the individual fault messages, it is not possible to realize such significant disturbances, such as failure of the control magnets on directional control valves, jamming of the slide in directional control valves and safety valves, defects in the transfer elements between the hydraulic pump and the drive motor, with a justifiable economic effort.

Vorstehendes gilt insbesondere für zwei im Parallelbetrieb auf eine gemeinsame Rudermaschine arbeitende Hydraulikaggregate.The above applies in particular to two hydraulic units operating in parallel operation on a common steering machine.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, die Sicherheit bei der Schiffsführung weiter zu erhöhen, bei auftretenden Störungen an der Rudermaschinenanlage ein schnelles Reagieren der Besatzung abzusichern und insbesondere bei Störungen im Parallelbetrieb zweier Antriebssysteme Fehlbedienungen zu vermeiden.It is the object of the invention to further increase the safety of the ship's command, to ensure a rapid response of the crew in case of disturbances on the steering gear system and to avoid incorrect operation in particular in case of faults in the parallel operation of two drive systems.

Explanation of the essence of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu entwickeln, jei der neben den bekannten Einzelstörungsmeldungen, so wichtige Störungsquellen wie Ausfall der Steuermagnete an den Wegeventilen, Verklemmen der Schieber bzw. Kolben in Wegeventilen und Sicherheitsventilen, Lösen von Übertragungselementen zwischen Hydraulikpumpe und Antriebsmotor sowie Ausfall derselben in einem abgeschlossenen Teilsystem Antrieb lokalisiert überwacht werden.It is the object of the invention to develop a device, in addition to the well-known single failure messages, so important sources of interference such as failure of the control solenoid to the directional control valves, jamming the slide or piston in valves and safety valves, releasing transmission elements between the hydraulic pump and drive motor and failure the same in a closed subsystem drive to be monitored localized.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen dem Hydraulikaggrega! und der Rudermaschine angeordnete Strömungskontrollschalter mit einer elektrischen Überwachungsschaltung in Wirkverbindung stehen. Beim Einsatz von zwei Antriebsaggregaten, die gemeinsam oder einzeln auf die Rudermaschine arbeiten, ist jedem Hydraulikaggregat eine Strömungskontrollschalterkombination und eine elektrische Überwachungsschaltung zugeordnet. Für das Backbord-Ruderlegen und das Steuerbord-Ruderlegen ist je ein Strömungskontrollschalter vorgesehen. Das Ausgangssignal der Steuerung wird als Eingangssignal für das Antriebssystem durch die Überwachungsschaltung derart mit dem Ausgangssignal des Antriebssystem verglichen, daß bei Nichtübereinstimmung eine Störungssignalisation erfolgt.According to the invention this is achieved in that between the hydraulic unit! and the steering machine arranged flow control switch with an electrical monitoring circuit are in operative connection. When using two drive units that work together or individually on the steering machine, each hydraulic unit is associated with a flow control switch combination and an electrical monitoring circuit. For the port rudder and the starboard rudder a flow control switch is ever provided. The output of the controller is compared as an input signal to the drive system by the monitoring circuit in such a way with the output signal of the drive system, that in case of disagreement is a fault signaling.

Für die Stromversorgung ist die Überwachungsschaltung mit der Ruderschalttafel verbunden, und für das Überwachungsprinzip wird die Ruhestromschaltung angewendet.For the power supply, the monitoring circuit is connected to the rudder panel, and for the monitoring principle, the quiescent current circuit is applied.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: Schema einer RudermaschinenanlageFig. 1: Scheme of a steering gear system

Fig. 2: hydraulischer Schaltplan eines AntriebssystemsFig. 2: hydraulic circuit diagram of a drive system

Fig. 3: elektrischer Schaltplan der Einrichtung zur Störungssignaüsation.Fig. 3: electrical circuit diagram of the device for Störungssignaüsation.

In der Figur 1 wird die erfindungsgemäße Einrichtung zur Störungssignalisation in einer Rudermaschinenanlage, bei der zwei Hydraulikaggregate 1, V als jeweils unabhängige Antriebssysteme gemeinsam oder einzeln auf die Rudermaschine 2 arbeiten, dargestellt.In the figure 1, the device according to the invention for fault signaling in a rowing machine system, in which two hydraulic units 1, V work as independent drive systems together or individually on the steering machine 2, is shown.

In den Figuren 2 und 3 wird die Einrichtung zur Störungssignalisation näher erläutert.In the figures 2 and 3, the device for fault signaling is explained in detail.

Durch einen Sollwertgeber 3, der entweder Teil der Handsteueranlage bzw. der Hand- und Selbststeueranlage bei einer wegabhängigen Steuerung oder einer Drucktasterkombination bei einer Zeitsteuerung ist, wird ein elektrisches Signal über den Verstärker 4,4' verarbeitet und auf einen Magneten 5 fü* das Backbord-Ruderlegen oder auf einen Magneten 6 für das Steuerbord-Ruderlegen eines Magnetwegeventils 7 gegeben. Durch einen Rückmelder 8 wird das Signal bei einer wegabhängigen Steuerung nach Erreichen des vorgewählten Ruderwinkels und bei einer zeitabhängigen Steuerung nach Erreichen des maximalen Ruderwinkels aufgehoben, wenn nicht vorher die Betätigung des Sollwertgebers 3 beendet wurde. Parallel zu den Magneten 5,6 sind die Relais 9,10 geschaltet. Damit erhält gleichzeitig das dem jeweiligen Magneten 5,6 zugehörige Relais 9,10 Spannung und zieht an. Ein Kontakt 11,12 der Relais 9,10 öffnet den Stromkreis der elektrischen Überwachungsschaltung 13,13'. Wird innerhalb einer am abfallverzögerten Relais 14 vorgegebenen Zeit dieser Stromkreis nicht wieder geschlossen, erfolgt durch einen Kontakt 15 das Relais 14 einer Alarmauslösung. Dies ist beispielsweise der Fall durch Verklemmen des Schiebers im Magnetwegeventil 7, durch NichtZustandekommen eines Magnetfeldes in den Magneten 5,6 oder wenn durch Ausfall des Elektromotors 16, der Kupplung 17, der Hydraulikpumpe 18 bzw. des Sicherheitsventils 19 kein Ölstrom im Strömungskontrollschalter 20 für die Backbord-Richtung oder Strömungskontrollschalter 21 für die Steuerbord-Richtung zustande kommt und damit kein Ruderlegen möp'ich ist. Erfolgt jedoch durch das elektrische Signal an den Magnoten 5,6 des Magnetwegeventils 7 innerhalb der vorgegebenen Zeit ein Ölstrom im Strömungskontrollschalter 20,21, dann wird in bekannter Weise über eine Differenzdruckblende ein Schaltkontakt 22,23 betätigt, welcher den Stromkreis der Überwachungsschaltung 13 schließt.By a setpoint generator 3, which is either part of the manual control system or the manual and self-control system in a path-dependent control or a push-button combination at a time control, an electrical signal via the amplifier 4,4 'is processed and a magnet 5 for the port Pursuit or placed on a magnet 6 for the starboard rudder a solenoid valve 7. By a feedback 8, the signal is canceled in a path-dependent control after reaching the preselected rudder angle and a time-dependent control after reaching the maximum rudder angle, if not previously the operation of the setpoint generator 3 has been completed. Parallel to the magnets 5, 6, the relays 9, 10 are connected. This simultaneously receives the respective magnet 5.6 associated relay 9,10 voltage and attracts. A contact 11,12 of the relay 9,10 opens the circuit of the electrical monitoring circuit 13,13 '. If this circuit is not closed again within a time specified at the time-delayed relay 14, the relay 14 is triggered by a contact 15 to trigger an alarm. This is the case, for example, by jamming of the slide in the magnetic directional control valve 7, by non-occurrence of a magnetic field in the magnet 5,6 or if by failure of the electric motor 16, the clutch 17, the hydraulic pump 18 and the safety valve 19, no oil flow in the flow control switch 20 for the Port direction or flow control switch 21 for the starboard direction comes about and thus no rudder is möp'ich. However, if an oil flow in the flow control switch 20,21 within the predetermined time by the electrical signal to the magnodes 5,6 of the solenoid valve 7, then a switching contact 22,23 is operated in a known manner via a differential pressure diaphragm, which closes the circuit of the monitoring circuit 13.

Im Teilsystem sind keine Störungen, und es wird kein Alarm ausgelöst. Wird nach Übereinstimmung der Istruderlage mit der Sollruderlage z.B. bei einer wegabhängigen Steuerung das elektrische Signal aus der Hand- und Selbststeueranlage abgeschaltet, fällt das Relais9,10 ab. Der Kontakt 11,12 unterbricht den Stromkreis der Überwachungsschaltung 13. Gleichzeitig wird durch das Schließen des Magnetwegeventils 7 der Ölstrom im Hydraulikkreislauf unterbrochen, die Kontakte 22, 23 im Strömungskontrollschalter 20,21 werden durch eigene Federkraft in die Ursprungslage zurückgeführt, und der Stromkreis der Überwachungsschaltung 13 wird erneut geschlossen. Es erfolgt keine Alarmauslösung. Klemmt jedoch der Schieber des Magnetwegeventils 7 in einer Endlage, dann wird der Ölstrom nicht unterbrochen, die Kontakte 22,23 im Strömungskontrollschalter 20,21 werden nicht zurückgeführt, und der Stromkreis der Überwachungsschaltung 13 wird nicht geschlossen. Dadurch fällt nach Ablauf der vorgegebenen Zeit das abfallverzögerte Relais 14 ab, und durch den Kontakt 15 wird Alarm an der örtlichen Störungsanzeige 24 angezeigt und gleichzeitig «in Relais 25 mit potentialfreien Kontakten füreine zentrale Störungsanzeige 26 betätigt.There are no faults in the subsystem and no alarm is triggered. If, after agreement of the actual rudder position with the desired rudder position, e.g. in a path-dependent control, the electrical signal from the manual and self-steering system off, the relay falls from 9.10. The contact 11,12 interrupts the circuit of the monitoring circuit 13. At the same time is interrupted by the closing of the solenoid valve 7, the flow of oil in the hydraulic circuit, the contacts 22, 23 in the flow control switch 20,21 are returned by their own spring force in the original position, and the circuit of the monitoring circuit 13 is closed again. There is no alarm triggering. However, if the slide of the solenoid valve 7 in an end position, then the oil flow is not interrupted, the contacts 22,23 in the flow control switch 20,21 are not returned, and the circuit of the monitoring circuit 13 is not closed. As a result, after the predetermined time has elapsed, the drop-out relay 14 will fail, and the contact 15 will display an alarm at the local fault indicator 24 and at the same time will operate in relay 25 with floating contacts for a central fault indicator 26.

Durch die Verknüpfung der Strömungskontrollschalter 20,21 mit den Kontakten 22,23 der Relais 9,10 in der elektrischen Überwachungsschaltung 13 erfolgt eine Alarmauslösung stets, wenn bei vorhandener Spannung an den Magneten 5,6 kein Ölstrom im Hydraulikkreislauf zustandekommt oder wenn ein Ölstrom im Hydraulikkreislauf vorhanden ist, obwohl keine Spannung an den Magneten 5,6 anliegt.By linking the flow control switch 20,21 with the contacts 22,23 of the relay 9,10 in the electrical monitoring circuit 13, an alarm is always triggered if there is no oil flow in the hydraulic circuit at existing voltage to the magnet 5.6 or if an oil flow in the hydraulic circuit is present, although no voltage is applied to the magnet 5.6.

Damit können auch solche für die Schiffsführung gefährliche Situationen wie Verklemmen der Magnetwegeventile rechtzeitig erkannt worden.Thus, even dangerous for the ship's leadership situations such as jamming of the solenoid valves have been recognized in good time.

Die Spannungsversorgung für die Überwachungsschaltung 13 erfolgt aus der zugehörigen Ruderschalttafel. Das Überwachungsprinzip ist in Ruhestromschaltung ausgeführt, dadurch wird auch bei Ausfall der Steuerspannung oder bei einem Leitungsbruch im elektrischen System Alarm ausgelost.The power supply for the monitoring circuit 13 takes place from the associated rudder switchboard. The monitoring principle is executed in closed circuit, thereby alarm is triggered even in case of failure of the control voltage or a line break in the electrical system.

The invention has been described with reference to FIGS. 2 and 3 for a drive system. In the presence of two drive systems, as shown in Figure 1, for each drive system means for Fault signaling required and the duplicate functional parts were marked with "'".

Claims

1. means for fault signaling for electrohydraulic ^ drive systems of rowing machines, in particular with two drive units, which work together or individually on the steering machine, characterized in that arranged between the hydraulic unit and the steering machine flow control switch are in operative connection with an electrical monitoring circuit.

2. Device according to claim 1, characterized in that the hydrauükaggregat (1) the flow control switch (20; 21) and the monitoring circuit (13) and the hydraulic unit (1 ') the flow control switch (20'; 21 ') when using two drive units and the monitoring circuit (13 ') are assigned.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that a respective flow control switch (20; 20 ') for the port rudder and a flow control switch (21; 21') are provided for the starboard rudder.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the output signal of the controller as an input signal to the drive system by the monitoring circuit (13; 13 ') is compared with the output signal of the drive system such that in case of disagreement occurs a fault signal.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that for the power supply, the monitoring circuit (13, 13 ') is connected to the rudder panel and for the monitoring principle, the quiescent current circuit is applied.