DE1282509B

DE1282509B - Mechanische Steuereinrichtung fuer zwei Vortriebsgruppen einer schwimmenden Anlage

Info

Publication number: DE1282509B
Application number: DEJ28606A
Authority: DE
Inventors: Jean Berne
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1964-07-22
Filing date: 1965-07-20
Publication date: 1968-11-07
Also published as: US3311079A; JPS517914B1; FR1464568A; NL6509422A; NL153140B; GB1118442A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 63 h

Deutsche Kl.: 65f2-18

Nummer: 1282509

Aktenzeichen: P 12 82 509.1-22 (J 28606)

Anmeldetag: 20. Juli 1965

Auslegetag: 7. November 1968

Es wird oft gewünscht, eine schwimmende Anlage in einer festen Lage und auf einem gewünschten Kurs zu halten, und zwar trotz äußerer Störkraft, die auf die Anlage insbesondere durch Winde und Strömungen ausgeübt werden. Dieses Problem ergibt sich beispielsweise während der Durchführung von Unterwasserbohrungen von einem Schiff oder einer schwimmenden Plattform aus.

Bei solchen Arbeiten ist es notwendig, die Lage des Schiffs so genau wie möglich einzustellen, um gefährliche Beanspruchungen auf das Bohrgestänge zu vermeiden. Die Verankerung des Schiffs kann entweder in üblicher Weise, d. h. durch Verwendung von Ankern und Ketten oder mittels eines dynamischen Lageeinstellverfahrens bewirkt werden, das darin besteht, das Schiff sowohl in der gewünschten Lage als auch auf dem gewünschten Kurs ausschließlich mittels Antriebsvorrichtungen zu halten. Letzteres ist von besonderem Interesse für die Lageeinstellung von Schiffen in tiefem Wasser, da die üblichen Verankerungseinrichtungen große Längen von Ketten oder Kabeln zum Verbinden des Schiffes mit den untergetauchten Ankern erfordern und außerdem oft keine ausreichend genaue Lageeinstellung ermöglichen würden.

Beispielsweise ist eine Einrichtung bekannt mit Schaufelradpropellern, bei denen die Relativbewegung der Schaufeln gegen das Rad im Betrieb nach Größe und Phase geändert werden kann, wodurch die erzeugte Schubkraft einerseits bei gleichbleibender Drehzahl auf verschiedene Größen, andererseits nach jeder beliebigen Richtung der achsnormalen Ebene eingestellt werden kann.

Die Erfindung bezieht sich demgegenüber auf eine mechanische Steuereinrichtung für zwei Vortriebsgruppen einer schwimmenden Anlage, bei welcher jede Vortriebsgruppe einen Propeller aufweist, dessen Schubrichtung durch seine Verschwenkung um eine Achse einstellbar ist, und die Größe der ausgeübten Schubkraft der Propeller durch getrennte Mittel regelbar ist, mit zwei Trommeln, deren jede einer der Vortriebsgruppen zugeordnet und um ihre Achse drehbar ist, mit einer Einrichtung, welche die Schwenkbewegung jedes Propellers mit der Drehung der zugeordneten Trommel in Abhängigkeit bringt und mit Antriebsarmen zum Drehen der Trommeln, die mit Organen zur Steuerung der gleichzeitigen Verschiebung der Arme und mit einer Einrichtung zum Regeln der Größe der von jedem Propeller ausgeübten Schubkraft in Funktion des Abstandes zwischen dem Ende des Antriebsarmes der zugeordneten Trommel und einer neutralen Stellung verbunden sind.

Mechanische Steuereinrichtung für zwei Vortriebsgruppen einer schwimmenden Anlage

Anmelder:

Institut Frangais du Petrole des Carburants

et Lubricants, Rueil-Malmaison, Seine-et-Oise

(Frankreich)

Vertreter:

Dr. E. Wiegand und Dipl.-Ing. W. Niemann, Patentanwälte, 2000 Hamburg 1, Ballindamm 26 Als Erfinder benannt:

Jean Berne, Vernouillet, Seine-et-Oise

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 22. Juli 1964 (982 700)

Bei einer bekannten Ausführung erfolgt der Drehantrieb der Trommeln, um sie den Verschiebungen der Enden der Antriebsarme um die Achsen der Trommeln folgen zu lassen, über jeweils eine elektrisch leitende Scheibe, mit der ein Fühler in Form einer elektrischen Kontaktbürste in Berührung steht, welcher dem betreffenden Antriebsarm zugeordnet ist. Hierbei besteht der Nachteil, daß ein guter Kontakt zwischen dem Fühler und der elektrisch leitenden Scheibe nur schwierig zu verwirklichen ist, und es besteht die Gefahr einer sehr schnellen Abnutzung und einer schließlichen Zerstörung zufolge der stark korrodierenden Umgebung, wie sie bei Verwendung einer schwimmenden Anlage auf dem Meer vorhanden ist.

Bei der bekannten Ausführung ist weiterhin das Ende jedes Antriebsarmes mit einem Organ zur Steuerung der Größe der Schubkraft über ein flexibles Kabel verbunden, das in einen Ring eintritt, der eine feste zentrierte Stellung auf der Achse der elektrisch leitenden Scheibe einnimmt. Der Nachteil einer solchen Ausbildung besteht darin, daß die Reibung des biegsamen Kabels an den Rändern des Ringes dessen Bruch im Verlauf des Arbeitens hervorrufen kann, mit der Gefahr des Durchgehens des Antriebs-

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motors des einen Propellers, was zu schwerwiegenden Folgen fuhren kann, insbesondere wenn dieser Bruch im Verlauf von von der schwimmenden Anlage aus durchgeführten Bohrvorgängen auftritt.

Demgegenüber ist eine mechanische Steuereinrichtung der zuletzt genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsarme für die Trommeln mit radialen Schlitzen zusammenarbeiten, die in einer der Grundflächen der Trommeln für deren mechanischen Antrieb durch die Arme ausgebildet sind, daß die Arme mit einer Bewegungsübertragungswelle verbunden sind und die Steuerorgane einzeln oder zusammen die Verschiebung der Welle in Richtung ihrer Achse und in einer Richtung rechtwinklig zu dieser Achse sowie ihre Drehung um diese Achse bewirken, können und daß jede Trommel innen mit einer Einrichtung versehen ist, die mit dem Ende des Armes zum Antrieb dieser Trommel durch den Schlitz der Trommel verbunden ist und die

dem Punkt A (dessen Koordinaten xo und yo sind) gebracht und dem Schiff ein Kurs gegeben wird, der durch den Vektor A-D dargestellt ist.

Die Lage und der Kurs des Schiffs werden in jedem Augenblick mittels üblicher Vorrichtung angezeigt, wie z. B. mittels eines Neigungsmessers / für die Lage und eines Kreiselkompasses G für den Kurs (F i g. 3).

Die Bestimmung der Lage eines Schiffes mit Hilfe eines Neigungsmessers (Inklinationsmessers) und eines gespannten Kabels erfolgt dadurch, daß die Ablenkwinkel eines Kabels, das zwischen einer auf dem Seeboden verankerten Masse M und dem Schiff gespannt ist, mit Bezug auf zwei senkrechte Ebenen, die vorzugsweise rechtwinklig zueinander stehen, gemessen werden. Diese senkrechten Ebenen sind beispielsweise diejenigen, welche die Längsachse bzw. die Querachse des Schiffs enthalten.

Wenn die Wassertiefe unter dem Schiff bekannt ist,

Änderungen des Abstandes zwischen diesem Armende 20 ist es möglich, aus den vorstehend genannten Ab-

und der Trommelachse in Verschiebungen eines Gleitstückes längs der Trommelachse umwandelt, welches die Größe der Schubkraft des zugeordneten Propellers steuert.

Durch die Erfindung ist ein rein mechanischer Antrieb der Trommeln über Gelenkstangen geschaffen, so daß der Nachteil der genannten bekannten Ausführung, der sich aus dem elektrisch erfolgenden Antrieb der Trommeln ergibt, vollständig vermieden ist. Weiterhin ist bei der Ausführung gemäß der Erfindung der Nachteil der bekannten Schubkraftsteuerung nicht vorhanden, weil keine biegsamen Kabel, sondern axial verschiebbare Muffen verwendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung der Kräfte, die von den Antriebsvorrichtungen ausgeübt werden müssen, um das Schiff in eine gewünschte Lage und auf einen gewünschten Kurs zu bringen;

F i g. 2 gibt ein Beispiel einer Antriebsvorrichtungsart wieder, die in Verbindung mit der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden kann;

F ί g. 3 ist eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung zur dynamischen Einstellung der Lage des Schiffs;

F i g. 4 ist eine schaubildliche Ansicht einer ersten Ausfuhrungsform der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 5 ist eine senkrechte Schnittansicht eines Teils der Einrichtung gemäß F i g. 4;

F i g. 6, 6 a, 6 b und 6 c veranschaulichen eine erste Arbeitsweise der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 7, 7 a, 7 b und 7 c veranschaulichen eine zweite Arbeitsweise dieser Steuereinrichtung;

F i g. 8 ist eine schaubildliche Darstellung eines Teils einer zweiten Ausführungsform der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung.

In Fig. I* die in schematischer Weise das Verfahren der dynamischen Lageeinstellung eines Schiffs veranschaulicht, ist mit N das Schiff, mit y'-O-y seine Längsachse und mit x'-O-x seine Querachse bezeichnet, während O den Schwerpunkt des Schiffes bedeutet.

Der durchzuführende Vorgang besteht darin, das Schiff so zu manövrieren, daß der Punkt O nach lenkwinkeln die Koordinaten χ und y des Bezugspunktes O (Fig. 3) abzuleiten.

Die Genauigkeit der gewünschten Lageeinstellung kann durch den Abstand d zwischen der tatsächlichen Lage des Bezugspunktes O des Schiffs und der gewünschten Lage an dem Punkte gekennzeichnet

werden. Die spezifische Genauigkeit ist -r-, wobei h

die Wassertiefe bedeutet.

Die Bestimmungen der Lage und des Kurses des Schiffs können natürlich auch mittels irgendwelcher anderen zweckentsprechenden Vorrichtungen als eines Neigungsmessers und eines Kreiselkompasses durchgeführt werden, beispielsweise durch Verwendung von vertäuten Bezugsbojen und/oder -ankern, gegebenenfalls in Verbindung mit Detektionsausrüstung der Radar- oder/und Echoart.

Während des Manövrierens des Schiffs ist es notwendig, den äußeren Kräften, die auf das Schiff ausgeübt werden, insbesondere denjenigen zufolge des Windes, der Strömungen und der Dünung entgegenzuwirken.

Diese Kräfte, die auf eine resultierende Kraft reduziert werden können, und ein an das Schiff angelegtes Drehmoment können unter gewissen Umständen von beträchtlicher Höhe sein. Unter den üblichen Arbeitsbedingungen weichen sie jedoch im allgemeinen nur unwesentlich von einem mittleren Wert ab, und außerdem ist, da die Schiffsverlagerungen in der Nähe der Verankerungsstelle A relativ klein sind, es praktisch möglich, davon auszugehen, daß allein die Trägheitskräfte des Schiffs den von den Antriebsvorrichtungen erzeugten Schubkräften entgegenwirken.

Um das Schiff gemäß A, ΑΦ dynamisch in seiner Lage einzustellen, wie dies in F i g. 1 wiedergegeben ist, ist es möglich, wenigstens zwei Antriebsvorrichtungen der Außenbordart zu verwenden, die eine Schubrichtung P haben (F i g. 2), welche durch Drehen der Antriebsvorrichtungen um eine senkrechte Achse ν einstellbar ist.

Es kann auch irgendeine andere Art von Antriebsvorrichtungen verwendet werden, die eine einstellbare Schubrichtung haben.

Gemäß F i g. 1 sind zwei solcher Antriebsvorrichtungen Hy und Hi an dem Schiff an von dem Schwerpunkt O entfernt liegenden Stellen angeordnet. Die betreffenden Schubrichtungen dieser

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Antriebsvorrichtungen sind durch ihre Drehung um form bezeichnet, enthält die Einrichtung folgende

Achsen einstellbar, die rechtwinkling zur Ebene der Elemente:

F i g. 1 verlaufen. Einen Verlagerungssteuerhandgriff, der am unteren

Die dynamische Lageeinstellung des Schiffs wird Ende mit einem Sockel 1 versehen ist, der in seinem dadurch erreicht, daß an den Antriebsvorrichtungen- 5 unteren Teil hohl ausgebildet und auf zwei Gelenkgen H\ und Hz zwei Schubkräfte Pi bzw. P% erzeugt wellen schwenkbar gelagert ist, deren Achsen u'-u" werden, weiche die Komponenten Pn, P_yi bzw. bzw. v'-v rechtwinklig zueinander verlaufen.
Pn, Ptfi haben und welche derart sind, daß sie auf Einen U-förmigen Teil 2, dessen Schenkel die eine resultierende Kraft F*= /f und J», welche das Gelenkwelle abstützt, die um die Achse u'-u schwenk-Schiff von dem Punkt O zu dem Punkt A bewegt, io bar ist.

und ein Drehmoment x_c-x_c reduziert werden können, Eine erste Transmissionswelle 3, die mit dem

welches das Schiff um den Punkt O dreht, um seine U-förmigen Teil 2 einstückig verbunden und in

Längsachse in Ausrichtung mit dem Vektor aJ> Lagern Ci und Cz schwenkbar angeordnet ist, welche

zu bringen. auf der Plattform C abgestützt sind, so daß die

Es sei jedoch bemerkt, daß, wenn das Schiff in 15 Achse der Transmissionswelle 3 die Drehachse für

einer beliebigen Richtung bewegt werden soll, die den U-förmigen Teil 2 bildet,

von der Längsachse des Schiffs abweicht, indem auf Einen H-förmigen Verbindungsteil, der ein Ver-

das Schiff eine resultierende Kraft ausgeübt wird, die bindungselement 4 sowie eine obere Buchse 5 und

am Schwerpunkt angreift und diese Richtung hat, eine untere Buchse 6 aufweist, die an beiden Enden

der Kurs des Schiffs geändert wird und das Schiff 20 des Verbindungselementes 4 angeordnet sind und

sich nicht genau in der Richtung der angelegten im wesentlichen parallele Längsachsen haben, wobei

resultierenden Kaft bewegt, weil das Kurswider- die untere Buchse 6, deren Innendurchmesser (mit

Standszentrum des Schiffs nicht mit seinem Schwer- einem geringen Spiel) im wesentlichen gleich dem

punkt O zusammenfällt. Eine solche Kupplungs- Durchmesser der Transmissionswelle 3 ist, diese

erscheinung ist um so weniger bedeutend, je kleiner 25 Welle 3 zwischen den beiden Lagern Q und Cz

einerseits die Relativgeschwindigkeit des Schiffs mit umgibt, so daß sie um die Welle 3 frei schwenkbar

Bezug auf das Wasser ist und je kleiner andererseits ist.

das Verhältnis der Länge des Schiffs zu seiner Breite Einen senkrechten Führungsteil Cs, in dem eine

ist. Ausnehmung 7 vorgesehen ist, welche die Verstellung

Kupplungserscheinungen, die denjenigen zufolge 30 eines Kurssteuerhandgriffs I₂ gestattet, der mit des hydrodynamischen Widerstands des Schiffs- seinem unteren Ende an der oberen Buchse 5 des rumpfes ähnlich sind, ergeben sich aus dem aero- Verbindungsteils befestigt ist und dessen Schwenkdynamischen Widerstand des Deckaufbaus des bewegung um die Transmissionswelle 3 steuert.
Schiffs. Eine zweite Transmissionswelle 8, die um ihre

Der Schiffsführer muß demgemäß in jedem Augen- 35 Achse y'-y drehbar ist und die an dem einen Ende

blick reagieren, um diese Kupplungserscheinungen mit zwei sich diametral gegenüberliegenden und mit

zu berücksichtigen, indem er die Richtung und die ihr einstückig verbundenen Armen 9 und 10, die

Größe des Schubs jeder Antriebsvorrichtung gleich- mit der Welle 8 einen T-förmigen Teil bilden, und

zeitig einstellt. an dem anderen Ende mit einem Kugelgelenk 11

Wenn zwei Antriebsvorrichtungen verwendet wer- 40 versehen ist. Die zweite Transmissionswelle 8 ist auf

den, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist, dann erscheint es wenigstens einem Teil 12 ihrer Umfangsfläche mit

notwendig, vier getrennte Steuervorrichtungen vorzu- Rippen versehen und steht mit einer innen gerippten

sehen, nämlich zwei Schubrichtungs-Steuervorrich- Buchse 13 im Eingriff, so daß die Welle 8 von der

tungen (eine für jede Antriebsvorrichtung) und zwei innen gerippten Buchse 13 gedreht und auch in

Schubgrößen-Steuervorrichtungen. 45 Längsrichtung mit Bezug auf die Buchse verschoben

Eine gleichzeitige Betätigung dieser vier Steuer- werden kann. Die innen gerippte Buchse 13 ist derart

vorrichtungen, um dem Schiff eine vorbestimmte angeordnet, daß sie sich in der Bohrung der oberen

Lage und einen vorbestimmten Kurs zu geben, Buchse 5 des Wellenverbindungsteils frei drehen kann,

würde außerordentlich kompliziert und praktisch Eine Stange 14 mit einem gebogenen unteren

unmöglich sein. 5° Ende, die durch die Schnekel des U-förmigen Teils 2

Es ist also eine mechanische Verbindung der hindurchgeht und an ihrem einen Ende mit dem

Steuervorrichtungen für die Antriebsvorrichtungen Kugelgelenk 11 und an ihrem anderen Ende mit der

vorzusehen, die dem Schiffsführer gestattet, die Lage Gelenkwelle verbunden ist, die um die Achse v'-v

und den Kurs des Schiffs in einfacher Weise mit Hilfe schwenkbar ist, wobei der Hohlraum im unteren

von nur zwei Steuerhandgriffen gleichzeitig einzu- 55 Teil des Sockels 1 dessen Schwenkbewegung zuläßt,

stellen, von denen der eine die Verlagerungen des ohne daß die Stange 14 bewegt wird.

Schiffs steuert, während die andere die Drehung des Ein Kupplungsstangensystem 15, das drei gelenkig

Schiffs um seinen Schwerpunkt steuert. miteinander verbundene Stangen aufweist, bildet ein

Diese mechanische Verbindung der Steuervor- Mittel für die Übertragung der Drehbewegung der

richtungen kann allgemeiner auf zwei Gruppen von 60 _sj_ch von dem U-förmigen Teil 2 aus erstreckenden

je η Antriebsvorrichtungen angewendet werden, in- ersten Transmissionswelle 3 auf die innen gerippte

dem den Schüben sämtlicher Antriebsvorrichtungen Buchse 13 und damit auf die zweite Transmissions-

jeder Gruppe die gleiche Orientierung und die gleiche welle 8.

Größe gegeben wird. Zwei zylindrische Elemente oder Trommeln 16

Eine Ausführungsform der mechanischen Steuer- 65 und 17, deren Drehachsen im wesentlichen recht-

einrichtung gemäß der Erfindung ist ih den F i g. 4 winklig zu der Transmissionswelle 8 verlaufen (d. h.

und 5 im einzelnen dargestellt. senkrecht bei der Ausfuhrungsform gemäß F i g. 4),

Gemäß den F ig. 4 und 5, in welchen Cdie Platt- sind jeweils an einem Träger 5Ί bzw. 5a (Fig. 8)

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angeordnet, so daß jede Trommel um ihre Achse Mechanismus, der dazu verwendet werden kann, die frei drehbar ist. Drehung einer Antriebsvorrichtung um ihre senk-Jede Trommel hat eine erste Basis, die mit einer rechte Achse zu steuern, um dadurch die Schubdiametral verlaufenden Längsöffnung 18 bzw. 19 richtung einzustellen, wobei dieser Mechanismus versehen ist, und entspricht einer getrennten Antriebs- 5 durch die Drehung der der Antriebsvorrichtung zuvorrichtung. geordneten Trommel betätigt wird.

Innerhalb jeder Trommel ist ein Winkelhebel 20 Ein Mechanismus dieser Art liefert eine dauernde bzw. 21 angeordnet, der um eine Achse 22 bzw. 23 Steuerung der Richtung des von einer Antriebsschwenkbar und an dem einen Ende eines fest- vorrichtung erzeugten Schubs in Abhängigkeit von stehenden axialen Schaftes 24 bzw. 25 angelenkt ist, _I0 der Orientierung der diametralen Längsöffnung 18 der sich rechtwinklig zu der Transmissionswelle 8 bzw. 19 der dieser Antriebsvorrichtung zugeordneten erstreckt. Dieser axiale Schaft kann um seine Achse Trommel.

drehbar sein, jedoch ist er mit Bezug auf die Platt- Die Arbeitsweise der Steuereinrichtung gemäß der form C nicht verschiebbar, und in diesem Sinn ist er Erfindung wird nachstehend unter besonderer Bezugais feststehend bezeichnet. 15 nähme auf die F i g. 4, 5 und 6, die ein Ausfuhrungs-Jeder Trommel ist ein Schaftpaar 26,27 bzw. 28, 29 beispiel der Erfindung wiedergeben, bei dem zwei (F i g. 5) zugeordnet, dessen beide Schäfte um eine Antriebsvorrichtungen H\ und Hz (F i g. 1) Vergemeinsame Achse schwenkbar und so angeordnet wendung finden, und auf die F i g. 6 a, 6 b und 6 c, sind, daß der eine Schaft in einer axialen Bohrung die eine erste Arbeitsweise veranschaulichen, näher des einen Arms des Winkelhebels und der andere ₂o erläutert.

Schaft in einer axialen Bohrung eines der Arme 9 Die beiden Transmissionswellen 3 und 8 verlaufen bzw. 10 der zweiten Transmissionswelle 8 gleiten bei dieser Ausführungsform parallel zu der Längskann, wobei der eine Schaft 26 bzw. 28 durch die achse y'-y des Schiffs.

diametral verlaufende Öffnung 18 bzw. 19 der be- Die Antriebsvorrichtung H\ ist der Trommel 16

treffenden Trommel hindurchgeht. 25 und die Antriebsvorrichtung Hz der Trommel 17 zu-

Innerhalb jeder Trommel ist ein ringförmiger geordnet (Fig. 6).

Führungsteil 30 bzw. 31 angeordnet, mit dem eine Wenn sich die Einrichtung in dem Anfangszustand axiale Buchse m\ bzw. m-i verbunden ist, die auf dem * befindet, der in F i g. 5 und 6 wiedergegeben ist, feststehenden axialen Schaft 24 bzw. 25 gleitbar ge- dann verlaufen die diametralen Längsöffnungen 18 lagert ist. Der ringförmige Führungsteil 30 bzw. 31 30 und 19 der Trommeln 16 bzw. 17 parallel zur Längsist längs des betreffenden feststehenden axialen achse y'-y des Schiffs. Die Richtung der von den Schaftes 24 bzw. 25 verschiebbar, wenn der Winkel- Antriebsvorrichtungen H\ und Hz erzeugten Schübe hebel 20 bzw. 21, der mit ihm im Eingriff steht, ver- verläuft ebenfalls parallel zu der Achse v'-v, und die schwenkt wird. Demgemäß fuhrt eine Schwenkung Schrauben der Antriebsvorrichtungen haben die des Winkelhebels 20 bzw. 21 um seine Achse 22 35 gleiche Orientierung und sind beispielsweise beide bzw. 23 zu einer Gleitbewegung der axialen Buchse m\ gegen das Heck des Schiffs gerichtet. bzw. niz längs des feststehenden axialen Schaftes 24 Wie angedeutet, wird die Einstellung der Rich- bzw. 25. und diese Gleitbewegung steuert die Dreh- tungen der Schübe der Antriebsvorrichtungen durch geschwindigkeit der Schraube der zugehörigen An- die Drehung der Trommeln 16 und 17 gesteuert, triebsvorrichtung, d. h. die Größe des von ihr er- 40 wobei diese Drehung über Synchronsysteme auf die zeugten Schubs. betreffenden Antriebsvorrichtungen übertragen wird. Ein Zahnradgetriebe 32 bzw. 33 oder ein Riemen- Die Arbeitsweise der Steuereinrichtung wird nach-Riemenscheiben-System, das von einer mit jeder stehend für verschiedene Betriebsbedingungen erTrommel einstückig verbundenen Führungsbuchse Ni läutert:

bzw. N-> betätigt wird, überträgt die Drehung der 45 1. Der Anfangszustand der Steuereinrichtung ist Trommel auf das Synchronsenderelement 34 bzw. 35 so, wie er vorstehend definiert wurde, und während eines Synchronsystems 7Ί bzw. Tz. das aus der der Kurssteuerhandgriff Li stillsteht, wird der VerKombination eines Synchronsenders und eines Syn- lagerungssteuerhandgriff L\ in einer die Längschronempfangers mit einem umkehrbaren Motor achse v'-v des Schiffs enthaltenden Ebene in der besteht, der die Antriebsvorrichtung um ihre senk- 50 Richtung AR (F i g. 4), d. h. gegen das Heck des rechte Achse dreht, um die Schubrichtung einzu- Schiffs, verschoben. Der SteuerhandgriffL\ dreht stellen. sich dabei um die Achse u'-u und bewirkt über die Synchronsysteme sind in der Technik bekannt und gebogene Stange 14. die mit einem Teleskopstück T brauchen nicht näher beschrieben zu werden. Sie versehen ist. daß die Transmissionswelle 8 in der arbeiten in folgender Weise: Wenn der Synchron- 55 innen gerippten Buchse 13 in der Richtung von sender, wie vorstehend angedeutet, gedreht wird, ν nach v' gleitet.

steuert er die Drehung des Synchronempfangers mit Durch diese Längsbewegung der Transmissions-

dem gleichen Drehungswinkel. Diese Drehung des welle 8 werden die Winkelhebel 20 und 21 ver-

Synchronempfangers steuert in bekannter Weise die schwenkt, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist (die neue

Drehung eines umkehrbaren Motors, der die ent- 60 Stellung der Winkelhebel ist durch gestrichelte

sprechende Antriebsvorrichtung um ihre senkrechte Linien angedeutet). Dadurch werden die ring-

Achse dreht, um dadurch die Schubrichtung einzu- förmigen Führungsteile 30 und 31 senkrecht bewegt,

stellen. und die Enden e\ und e-z der mit den Teilen 30 bzw. 31

Die Drehrichtung des umkehrbaren Motors und einstückig verbundenen axialen Buchsen /»1 und m-z

damit der Antriebsvorrichtung um ihre senkrechte 65 bewegen sich von dem der Bezugsstellung O weg (die

Achse hängt von der Richtung ab. in der sich der der Anfangsstellung der Winkelhebel entspricht.

Synchronempfänger dreht. welche in F i g. 5 durch ausgezogene Linien wieder-

Ein solches Synchronsystem ist ein Beispiel eines gegeben ist).

Diese senkrechten Bewegungen der Enden ei und e₂ , der beiden axialen Buchsen m\ und im werden in bekannter Weise auf mechanische oder elektrische Steuervorrichtungen b\, bi (beispielsweise Potentiometer im Falle der Verwendung elektrischer Antriebsmotoren) für die Motoren übertragen (F i g. 6), welche die Schrauben der Antriebsvorrichtungen drehen, um diesen Schrauben die gleiche Drehrichtung zu geben und ihnen beispielsweise Drehgeschwindigkeiten zu erteilen, die Schübe erzeugen, welche den senkrechten Verschiebungen der Enden e\ und ez der Buchsen ni\ und im mit Bezug auf die Bezugslage O jeweils proportional sind.

Es werden auf diese Weise zwei Schübe Pi und Pa erhalten (F i g. 6 a), die gleiche Größe haben und beide längs der Längsachse des Schiffs orientiert und gegen das Heck des Schiffs gerichtet sind. Das Schiff bewegt sich demgemäß rückwärts.

Es ist ersichtlich, daß in der gleichen Weise eine Verstellung des Verlagerungssteuerhandgriffs L\ in Richtung gegen den Bug des Schiffs (A V in F i g. 4) zu senkrechten Verschiebungen der Enden ei und e-> der axialen Buchsen /Mi bzw. im in Richtungen führt, die den entsprechenden Verschiebungsrichtungen bei der Verstellung des Handgriffs L\ nach hinten (AR) entgegengesetzt sind.

Es ist auf diese Weise möglich, über die Steuervorrichtungen hu bo die Drehung der Schrauben in einer Richtung zu steuern, die der vorhergehenden Drehrichtung entgegengesetzt ist, was zwei Schübe P\ und P-i ergibt, die gegen den Bug des Schiffs gerichtet sind (der Totpunkt der Drehung der Schrauben in der einen oder anderen Richtung wird durch die Lage O der Enden e\ bzw. e> der axialen Buchsen im, iih> dargestellt (vgl. F i g. 5 und 6).

2. Während der Kurssteuerhandgriff L> noch stillsteht, wird der VerlagerungssteuerhandgriffL\ aus dem in F i g. 4 und 6 a wiedergegebenen Anfangszustand in der Richtung, die in F i g. 4 durch den Pfeil B angedeutet ist, d. h. nach links, verschoben. Dadurch wird der U-förmige Teil 2 um die Achse der ersten Transmissionswelle 3 verschwenkt (die gebogene Stange 14 wird nicht angetrieben, weil sie sich um die Achse r'-v frei drehen und innerhalb des hohlen Sockels 1 bewegen kann). Die Welle 3 dreht (überdas Kupplungsstangensystem 15) die Buchse 13, die ihrerseits die Welle 8 dreht.

Durch die Drehbewegung der Welle 8 werden die Trommeln 16 und 17 über die mit der Welle 8 verbundenen Arme 9 bzw. 10 und die mit diesen zusammenwirkenden Schäfte 26 bzw. 28, die sich durch die diametralen Längsöffnungen 18 bzw. 19 der Trommeln hindurchstrecken, in entgegengesetzten Richtungen gedreht.

Da der Verstellung des Verlagerungssteuerhandgriffs L\ nach links (Pfeil B) eine seitliche Verlagerung des Schiffs nach links entsprechen muß, ist es notwendig, wie^dies in F i g. 6 b dargestellt ist, den Schubvektor Fl' (welcher derjenige gewesen sein würde, der sich aus der normalen übertragung der Schwenkbewegung der Trommel 16 auf die Antriebsvorrichtung Hi ergibt) durch den Vektor Pi* zu ersetzen, der symmetrisch zu Fl' mit Bezug auf die r'-r-Achse verläuft und der Schwenkung der Antriebsvorrichtung Hi um einen Winkel entspricht, der den gleichen absoluten Wert wie der Drehwinkel der Trommel 16 hat. aber entgegengesetztes Vorzeichen besitzt.

Dies läßt sich leicht erreichen, indem beispielsweise

zwei elektrische Phasenleiter in der Verbindung zwischen dem Synchronsender und dem Synchronempfönger des der Trommel 16 zugeordneten Synchronsystems vertauscht werden.

Auf diese Weise führt die Verstellung des Verlagerungssteuerhandgriffs Li in der Richtung B (F i g. 4) zu entsprechenden Schüben P\ bzw. P% der Antriebsvorrichtungen Hi und H₂, was einen resultierenden Schub ergibt, der gegen die linke Seite des Schiffs gerichtet ist.

Die Verstellung des Handgriffs L\ in der F i g. 4 durch den Pfeil T angedeuteten Richtung gestattet in gleicher Weise, auf das Schiff einen resultierenden Schub auszuüben, der nach rechts gerichtet ist.

Es sei bemerkt, daß, um ein System von zwei Schüben Fl und Fi zu erhalten, das einer resultierenden Kraft äquivalent ist, die je nach dem Fall nach links oder nach rechts gerichtet ist, beim Fehlen eines Drehmoments die folgende Beziehung gelten muß:

OHi =

OH₂

worin P,i und Pa die Komponenten von P? bzw. Fi auf der Schiffsquerachse x'-x darstellen und OHi und OHi den Abstand zwischen den betreffenden Antriebsvorrichtungen und dem Schwerpunkt O bedeuten.

Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die entsprechenden Längen der Arme 9 und 10 umgekehrt proportional zu OHi bzw. OH2 gewählt werden.

3. Wenn sich die Steuereinrichtung in dem oben definierten Zustand befindet und der Verlagerungssteuerhandgriff Li stillsteht, wird der Kurssteuerhandgriff Li in RichtungB' (Fig. 4), d.h. zur linken Seite des Schiffs verschoben.
Der Wellenverbindungsteil 4 verschwenkt sich dann um die Transmissionswelle 3, was zu einer Verschiebung des von der Welle 8 und den Armen 9 und 10 gebildeten Systems gegen die linke Seite des Schiffs führt, während der Handgriff Li nicht bewegt wird.

Demzufolge drehen sich die Trommeln 16 und 17 in der gleichen Richtung um ihre Achse, und dadurch werden die Schübe der betreffenden Antriebsvorrichtungen in umgekehrten Richtungen mit Bezug aufeinander gedreht (wie dies in F i g. 6 c angedeutet ist), da die Drehrichtung der Antriebsvorrichtung Hi um ihre senkrechte Achse in bezug auf die Drehrichtung der dieser Antriebsvorrichtung zugeordneten Trommel 16 umgekehrt ist.__> __>

Die Größen der Schübe PT und P₂ sind gleich, da die Verschiebungen der Buchsenenden ei und e-i identisch sind.

Wenn der KurssteuerhandgriffL₂ in der Richtung B' genügend weit verschwenkt ist, nehmen die diametralen Längsöffnungen 18 und 19 eine Lage ein, die im wesentlichen rechtwinkling zur Welle 8 verläuft, so daß zwei Schübe Pi und P₂ (in F i g. 6 c durch gestrichelte Linien wiedergegeben) erhalten werden, die einem Drehmoment entsprechen, welches das Schiff nach links dreht.

In ähnlicher Weise ist es möglich, ein Drehmoment zu erzeugen, welches das Schiff nach rechts dreht, indem der Handgriff L% in der Richtung verschwenkt wird, die in F i g. 4 durch einen Pfeil T angedeutet ist.

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F i g. 8 ist eine schaubildliche Ansicht einer und e-> führen jeweils zu der Drehung der Schubweiteren Ausführungsform der Erfindung, die von richtungen der Antriebsvorrichtungen um deren derjenigen gemäß F i g. 4 etwas abweicht (da der senkrechten Achsen η bzw. v₂ über die Synchronlinke Teil der Ausfiihrungsform gemäß F i g. 8 mit systeme 7Λ bzw. T₂ und zu der Geschwindigkeitsdem linken Teil der Ausführungsform gemäß 5 steuerung ihrer Schrauben über die Steuervor-F i g. 4 identisch ist, ist er in F i g. 8 nicht mehr richtungen b\ bzw. fe.

dargestellt). Es ist beispielsweise auch möglich, eine Arbeits-

Die Mittel, welche die Drehbewegung der Welle 3 weise zu verwirklichen, die von der oben betrachteten um ihre Achse auf die innen gerippte Buchse 13 Arbeitsweise abweicht, indem die Antriebsvorrichübertragen, weisen bei dieser Ausführungsform eine 10 tungen derart eingestellt werden, daß für die Tot-Kette 36 auf, die über ein an der Buchse 13 be- punkte der Handgriffe Li und L₂ die beiden Antriebsfestigtes Kettenrad 37 und ein zu einem Zahnradsatz vorrichtungen an das Schiff zwei entgegengesetzte gehöriges Kettenrad 38 läuft. Schübe von gleichen absoluten Werten anlegen

Ferner besteht bei der Ausführungsform gemäß (F i g. 7 und 7 a), so daß sich das Schiff nicht F i g. 8 der Kurssteuerteil La aus einem Steuerrad. 15 bewegt. Dies kann in einfacher Weise unter Ver-Die Achse 39 dieses ,Rades ist in einer Bohrung 40 wendung der dargestellten Ausführungsformen dades senkrechten Führungsteils C₃ drehbar gelagert durch erreicht werden, daß die Trommeln 16 und 17 und an ihrem unteren Ende mit einem Zahnrad 41 längs der Längsachse y'-y" des Schiffs aus ihrer in einstückig verbunden, dessen Drehung zu einer Ver- F i g. 6 wiedergegebenen Stellung, in der ihre Achsen Schiebung eines mit dem Zahnrad 41 kämmenden 20 mit den Armen 9 bzw. 10 in Ausrichtung liegen, um Zahnsegments 42 führt. Dieses Zahnsegment 42 ist gleiche Beträge verschoben werden (F i g. 7).
an der oberen Buchse 5 des Wellenverbindungsteils Bei den dargestellten Ausführungsformen gemäß

befestigt und auf der Schwenkachse dieses Verbin- F i g. 4 und 8 befinden sich die Trommeln in bezug dungsteils, d. h. auf der Achse der Transmissions- auf die Plattform C in fester Lage, jedoch ist es welle 3, zentriert. 25 möglich, die Trommeln an Trägem Si bzw. 52 an-

Eine weitere Abänderung gegenüber der Aus- zuordnen, die auf der Plattform C getrennt verführungsform gemäß F i g. 4 betrifft die Anordnung schiebbar sind.

der Trommeln 16 und 17. Diese Trommeln sind hier Es ist ersichtlich, daß, wenn Trommeln 16 und 17

auf der gleichen Seite der Transmissionswelle 8 an- sich in den in F i g. 7 wiedergegebenen Stellungen geordnet, mit dieser verbundenen Arme 9 und 10 30 befinden, die Motoren Mi, M» Schubkräfte Pi bzw. verlaufen im wesentlichen parallel. P₂ erzeugen, die entgegengesetzt gerichtet sind und

Um umgekehrte Drehungen der Trommeln 16 gleiche Größe haben, da identische Verschiebungen und 17 auf Grund einer seitlichen Verstellung des der Trommeln 16, 17 mit bezug auf die Arme 9 Verlagerungssteuerhandgriffs Li wie im Fall der bzw. 10 Verschiebungen der Enden ei und e> der Ausführungsfonn gemäß F i g. 4 vorzusehen, ist in 35 axialen Buchsen nn bzw. m₂ von ihrer betreffenden die Welle 8 zwischen den beiden Trommeln 16 und 17 Bezugsstellung O um den gleichen Betrag h entein Getriebekasten 43 zum Umkehren der Dreh- sprechen.

richtung eingefügt. ' Wenn der KurssteuerhandgriffL₂ feststeht, führt

Ein Führungselement 45 (F i g. 8), welches mit eine Bewegung des Verlagerungssteuerhandgriffs U der oberen Buchse 5 einstückig verbunden ist, er- 40 nach vorn oder hinten zu senkrechten Verschiemöglieht eine freie Längsbewegung des Getriebe- bungen der Enden ei und e° der axialen Buchsen mi kastens 43 in einer Richtung parallel zur Längsachse bzw. /»■>, und diese Verschiebungen erhöhen den von der Transmissionswelle 8 und verhindert jede Dre- der einen Antriebsvorrichtung erzeugten Schub und hung des Getriebekastens um diese Längsachse. vermindern den von der zweiten Antriebsvorrichtung

Die Längen der Arme 9 und 10, die den Trommeln 45 erzeugten Schub.

16 bzw. 17 zugeordnet sind, sind den Abständen OHi j_e nach der Bewegungsrichtung des Handgriffs Li

bzw. OH₂ zwischen dem Schwerpunkt und den (A V oder AR) bewegt sich das Schiff vorwärts oder Antriebsvorrichtungen H bzw. H₂, die mit den rückwärts.

Trommeln 16 bzw. 17 verbunden sind, umgekehrt Eine solche Arbeitsweise kann als Differentialproportional. _fc5o Vorgang bezeichnet werden.

Die dynamische Lageeinstellung des Schiffs wird Wenn jetzt, während der Handgriff L₂ noch stillin folgender Weise bewirkt (vgl. Fig. 3). steht, der HandgriffLi in der RichtungB oder T

Der Schiffsführer kennt in jedem Augenblick die bewegt wird, dann verursacht dies eine Drehung der Lage und den Kurs des Schiffs (die beispielsweise von Schubrichtungen der Antriebsvorrichtungen, so daß einem Inklimationsmesser / und einem Kreisel- 55 sich eine resultierende Kraft zur linken oder zur kompaß G angegeben werden), und er bewegt dem- rechten Seite des Schiffs ergibt, was von der Richtung entsprechend den Steuerhandgriff Li (für die Längs- (B oder T) abhängt, in welcher der Handgriff Li Verlagerungen des Schiffs) und den Steuerteil L₂ bewegt wird.

(für die Drehung des Schiffs), um dadurch das Es besteht wieder die gleiche Beziehung:

Schiff in eine vorbestimmte Lage und auf einen vor- 60
bestimmten Kurs zu bringen (F i g. 1). P^_n . OHi = P^i ■ Olh .

Demzufolge werden die diametralen Längsöffnungen 18 und 19 verschwenkt.und die Enden e_u e₂ Wenn der Handgriff Li feststeht, bewirkt jede Verder axialen Buchsen nti bzw. m₂ über die mecha- stellung des Handgriffs L₂ in der Richtung B', daß nische Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ver- 05 den Schubrichtungen die jeweiligen Orientierungen schoben (die in F i g. 3 mit C. M. bezeichnet ist). gegeben werden (F i g. 7 c), die einem Drehmoment Die Drehbewegung der Trommeln 16 und 17 und entsprechen, welches das Schiff um seinen Schwerdie senkrechten Verschiebungen 'der Buchsenenden ei punkt O dreht.

In ähnlicher Weise bewirkt jede Verstellung des Handgriffs Li in der Richtung T eine Drehung des Schiffs nach rechts.

Es ist natürlich nicht absolut notwendig, die Antriebsvorrichtungen auf der Längsachse des Schiffs anzuordnen. Sie können ebensogut auf beiden Seiten dieser Achse angeordnet werden, vorausgesetzt, daß sie sich an Stellen befinden, die in beträchtlicher Entfernung von dem Schwerpunkt des Schiffs liegen.

Bei einer Ausführungsform sind Mittel vorgesehen, die verhindern, daß die Arme 9 und 10 Stellungen einnehmen, in denen sie in Ausrichtung mit den axialen Schäften 24 bzw. 25 liegen, da es unmöglich ist, die Trommeln 16 und 17 mittels der Steuerhandgriffe L\ und Li zu drehen, wenn sich die Arme 9 und 10 in diesen Stellungen befinden.

Dieses Probelm kann leicht dadurch gelöst werden, daß beispielsweise den diametralen Längsöffnungen und 19 eine Länge gegeben wird, die kleiner als der Radius der Trommeln 16 bzw. 17 ist. Bei einer solchen Ausführung bewegen sich die Enden <?i und e» der axialen Buchsen nn bzw. m± nur senkrecht auf der einen Seite ihrer betreffenden Bezugsstellung O.

Der Schiffsführer kann die Handgriffe L\ und Li entweder direkt oder über übliche Ubertragungsmittel bewegen, die von mechanischer, hydraulischer oder elektrischer Art sein können.

Claims

Patentansprüche:

1. Mechanische Steuereinrichtung für zwei Vortriebsgruppen einer schwimmenden Anlage, bei welcher jede Vortriebsgruppe einen Propeller aufweist, dessen Schubrichtung durch seine Verschwenkung um eine Achse einstellbar ist, und die Größe der ausgeübten Schubkraft der Propeller durch getrennte Mittel regelbar ist, mit zwei Trommeln, deren jede einer der Vortriebsgruppen zugeordnet und inn ihre Achse drehbar ist, mit einer Einrichtung, welche die Schwenkbewegung jedes Propellers mit der Drehung der zugeordneten Trommel in Abhängigkeit bringt, und mit Antriebsarmen zum Drehen der Trommeln, die mit Organen zur Steuerung der gleichzeitigen Verschiebung der Arme und mit einer Einrichtung zum Regeln der Größe der von jedem Propeller ausgeübten Schubkraft in Funktion des Abstandes zwischen dem Ende des Antriebsarmes der zugeordneten Trommel und einer neutralen Stellung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsarme (9, 10) für die Trommeln (16, 17) mit radialen Schlitzen (18, 19) zusammenarbeiten, die in einer der Grundflächen der Trommeln (16, 17) für deren mechanischen Antrieb durch die Anne (9, 10) ausgebildet sind, daß die Arme (9, 10) mit einer Bewegungsübertragungswelle (8) verbunden sind und die Steuerorgane (Li, Li) einzeln oder zusammen die Verschiebung der Welle (8) in Richtung ihrer Achse (y'-y) und in einer Richtung rechtwinklig zu dieser Achse sowie ihre Drehung um diese Achse bewirken können und daß jede Trommel (16, 17) innen mit einer Einrichtung (20, 21) versehen ist, die mit dem Ende des Armes zum Antrieb dieser Trommel durch den Schlitz der Trommel verbunden ist und die Änderungen des Abstandes zwischen diesem Armende und der Trommelachse in Verschiebungen eines Gleitstückes (/«ι bzw. nn) längs der Trommelachse umwandelt, welches die Größe der Schubkraft des zugeordneten Propellers steuert.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Trommeln (16, 17) an ihrer einen Grundfläche mit einer Führungsbuchse (N\ bzw. No) versehen und an einem Träger (Si bzw. So) um ihre Achse drehbar gelagert ist und an ihrer anderen Grundfläche mit einem radial gerichteten Schlitz (18 bzw. 19) versehen ist, daß jeder Trommel eine Einrichtung (32, 34 bzw. 33, 35) zugeordnet ist, welche die Richtung des Schubs der zugehörigen Vorlriebsgruppe (H₁ bzw. Ho) mit der Richtung des radialen Schlitzes der Trommel in Übereinstimmung bringt, daß die innerhalb-jeder Trommel angeordnete Einrichtung, welche eine Längsverschiebung der Bewegungsübertragungswelle (8) in eine senkrechte Bewegung des Gleitstückes (ami bzw. mo) umwandelt, das aus einer von der Fiihrungsbuchse (Ni bzw. No) der Trommel umfaßten inneren Buchse besteht, einen Winkelhebel (20 bzw. 21) aufweist, dessen einer Arm mit dem einen der Antriebsarme (9, 10) der Welle (8) über zwei gelenkig miteinander gekuppelte Schäfte (26, 27 bzw. 28, 29) verbunden ist, die durch den radialen Schlitz (18 bzw. 19) der betreffenden Trommel hindurchgehen Uiid in Bohrungen des Winkelhebelarmes und des betreffenden Antriebsarmes der Welle (8) verschiebbar sind, und dessen anderer Arm in einen mit der inneren Buchse (/«i bzw. mi) verbundenen Führungsring (30 bzw. 31) eingreift, während der Winkelhebel um eine Achse (22 bzw. 23) an einem ortsfesten axialen Schaft (24 bzw. 25) schwenkbar gelagert ist, längs welchem die innere Buchse (m\ bzw. mo) verschiebbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften.
Deutsche Patentschrift Nr. 566 902;
französische Patentschrift Nr. 1 363 899.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

109 630/517 10. M O Bundewlruckerei Berlin