DE1431318B2 - Vorrichtung zum dynamischen Verankern eines Schwimmkörpers, insbesondere einer Bohrinsel - Google Patents
Vorrichtung zum dynamischen Verankern eines Schwimmkörpers, insbesondere einer BohrinselInfo
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Description
Verwendung von Zykloidenpropellern bzw. Voith-Schneider-Antrieben verhältnismäßig kostspielig.
Ein Schwimmkörperantrieb mit einem nur in Längsrichtung wirkenden umsteuerbaren Antrieb
und zwei zu beiden Seiten der Gierachse des Schwimmkörpers nur quer zur Längsrichtung wirkenden
umsteuerbaren Antrieb ist bekannt. Ein solcher Schwimmkörperantrieb dient unter anderem
zum kurzfristigen Manövrieren eines Schiffes an Ort und Stelle. Auch ist ein derartiger Querantrieb zur
Lagestabilisierung eines Schiffes bekannt, um RoIl- und Stampfbewegungen zu verhindern. Automatische
Navigation ist bei Schiffen auch bereits seit langem bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur dynamischen Verankerung eines
Schwimmkörpers zu schaffen, dessen Antriebe nur in eine Richtung relativ zum Schwimmkörper Schubkräfte
erzeugen können und die sich vergleichsweise einfach aufbauen und handhaben läßt.
Diese Aufgabe ist für die eingangs genannte Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
der Schwimmkörper einen nur in Längsrichtung wirkenden umsteuerbaren Antrieb und zwei zu beiden
Seiten der Gierachse des Schwimmkörpers nur quer zur Längsrichtung wirkende umsteuerbare Antriebe
aufweist, denen jeweils ein Stellglied zugeordnet ist, und daß die Längsstellgröße dem Längsstellglied und
die Quer- und Kurs-Stellgröße über eine sie voneinander subtrahierende Einrichtung dem einen Querstellglied
und über eine die beiden Stellgrößen addierende Einrichtung dem anderen Querstellglied zuführbar
ist. Die Antriebe sind zweckmäßigerweise als mittels des Stellgliedes drehzahlregelbare Propeller
ausgebildet.
Es versteht sich, daß man statt den beiden zur Schwimmkörperlängs- und -querachse parallelen
Ebenen als Bezugsebenen für die Steuersignale auch ein aus diesen Ebenen durch eine Koordinatentransformation
hervorgehendes Koordinatensystem verwenden kann.
Die Erfindung ist an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
F i g. 1 zeigt ein Wasserfahrzeug, das einen in Längsrichtung wirkenden und zwei in Querrichtung
wirkende Antriebe hat;
F i g. 2 ist ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung für die in F i g. 1 dargestellten Antriebe;
F i g. 3 zeigt die lineare Abhängigkeit des Spannungssignals der Regeleinrichtung und der Schubkraft
der Antriebe.
F i g. 1 zeigt ein in einem Gewässer 12 schwimmendes Bohrfahrzeug 10 mit einem Bohrturm 13.
Das Bohrfahrzeug 10 ist in einer bestimmten Position oberhalb eines unter der Wasseroberfläche liegenden
auf dem Gewässerboden angeordneten Bohrlochkopfes zu halten. Zwar zeigt Fig. 1 ein Bohrschiff
10, doch versteht sich, daß die Erfindung auch bei äquivalenten Anwendungsgebieten Verwendung finden
kann, beispielsweise wenn wissenschaftliche Fahrzeuge längere Zeit an einer bestimmten Stelle
dynamisch verankert werden sollen, wie Vermessungsschiffe oder Fahrzeuge für ozeanographische
Zwecke.
Das Fahrzeug 10 hat einen Hauptantrieb mit einer Schiffsschraube 15 am Heck. Der Hauptantrieb muß
für die Zwecke der Erfindung so ausgebildet sein, daß die Drehzahl der Schraube 15 schnell geändert
und diese außerdem schnell umgesteuert werden kann. Diese Forderungen werden durch verschiedene
bekannte Antriebe erfüllt, z. B. durch elektrische Antriebe. Wenn die Schraube 15 z.B. durch einen
Gleichstrommotor angetrieben wird, kann man sowohl die Drehzahl als auch die Drehrichtung der
Schraube leicht dadurch ändern und regeln, daß man die Felderregung des Motors entsprechend steuert.
ίο Das Fahrzeug 10 hat ferner zwei zusätzliche Querantriebe
16 und 17, deren Achsen ortsfest, quer zur Längsrichtung und parallel zur Stampfachse des
Schiffes ausgerichtet sind. Der Querantrieb 16 ist nahe dem Bug des Fahrzeuges 10 und der Querantrieb
17 nahe dem Heck angeordnet. Beide Querantriebe 16 und 17 sind in kreisrunden Öffnungen 18
und 19 im Schiffskörper vorgesehen, die auf beiden Seiten von ihm münden, so daß die Querantriebe 16
und 17 eine Schubkraft in der einen oder anderen Richtung erzeugen können, wozu sie drehrichtungsumkehrbar
sind. Auch die Querantriebe 16 und 17 werden vorzugsweise mit Hilfe eines Motors angetrieben,
dessen Drehzahl leicht veränderbar ist und eine Drehrichtungsumkehr ermöglicht. Es kommen
verschiedene Bauarten elektrischer Antriebe in Frage. F i g. 1 zeigt die Querantriebe 16 und 17 in
den Schiffskörper eingebaut, doch könnte man die Antriebe auch unter dem Boden des Schiffskörpers
anordnen. Die einzige Forderung, die die Querantriebe 16 und 17 erfüllen müssen, besteht darin, daß
ihre Achsen gegenüber dem Fahrzeug 10 festliegen und daß sie sich parallel zur Stampfachse erstrecken.
Zwar zeigt F i g. 1 Antriebe mit Schiffsschrauben, doch versteht sich, daß sich auch hydraulische Düsenantriebe
verwenden lassen.
Die Position des Fahrzeugs 10 wird mit Hilfe eines Pendelneigungswinkelmessers 20 gemessen, der die
Winkelauslenkung einer Leine 21 gegenüber der Längsachse und der Querachse des Fahrzeugs 10
mißt. Sie erstreckt sich vom Fahrzeug aus zu einem Anker 22, der in einer bekannten Position gegenüber
dem Unterwasser-Bohrlochkopf 14 angeordnet ist. Die Leine 21 kommt von einer auf dem Fahrzeug 10
befindlichen Konstantspannungs-Winde 23.
In F i g. 2 ist in Form eines Blockdiagramms die Regeleinrichtung für die Antriebe 15, 16 und 17 dargestellt.
Die in F i g. 2 gezeigte Schaltung umfaßt mehrere Prozeßregler mit regelbarer Verstärkung,
die so zusammenwirken, daß sie ein Ausgangssignal liefern, das eine Funktion der Differenz zwischen
zwei Eingangssignalen ist. Ferner soll es sich bei dem Regler und Verstärker um solche der Vierquadranten-Bauart
handeln, denn sie sollen sowohl positive als auch negative Ausgangssignale in Abhängigkeit
von mehreren Eingangssignalen sowie von deren Größe liefern.
Die Bewegung des Fahrzeugs 10 nach F i g. 1 entlang der Längsachse wird mit Hilfe eines Längsbewegungsgebers
30 nachgewiesen. Gemäß F i g. 2 handelt es sich bei dem Längsbewegungsgeber 30 um ein Potentiometer,
dessen eines Ende bei 33 geerdet ist, während das andere Ende des Potentiometers mit der
positiven Klemme einer Batterie 36 verbunden ist. Die negative Klemme der Batterie 36 ist bei 37 geerdet.
Der Schleifkontakt 40 des Potentiometers 30 wird normalerweise durch den mit einem Pendel arbeitenden
Neigungsmesser 20 gesteuert, damit das Potentiometer 30 genau die Winkellage der Leine 21
5 6
nach F i g. 1 gegenüber der Längsachse des Fahr- in diesem Falle würde es natürlich erforderlich sein,
zeugs 10 anzeigt. Die Verlagerung der Leine 21 ent- den Prozeßregler 43 z. B. gemäß F i g. 2 mit Hilfe
lang der Querachse wird durch ein Potentiometer 31 eines Schalters 51 abzuschalten,
nachgewiesen, dessen Schleifkontakte 41 durch das Aus der vorstehenden Beschreibung des erfingleiche Pendel gesteuert werden kann, welches den 5 dungsgemäßen Systems zum Steuern des Längsan-Schleifkontakt 40 des Potentiometers 30 betätigt. Die triebsaggregats 15 ist ersichtlich, daß das Signal, das Kurs- oder Gierungsrichtung des Fahrzeugs wird mit die Position des Fahrzeugs 10 entlang der Längs-HiI fe eines Gierungsgebers in Form eines Potentio- achse repräsentiert, zuerst mit der gewünschten Posimeters 32 nachgewiesen. Der Schleifkontakt 42 des tion des Fahrzeugs entlang seiner Längsachse vergli-Gierungsgeber-Potentiometers 32 kann durch einen io chen wird; dies geschieht mit Hilfe des Prozeßreglers Kreiselkompaß oder eine ähnliche Vorrichtung ge- 43, der ein auf die Längsachse bezogenes Korrektursteuert werden, mittels deren die Kursrichtung des signal erzeugt. Somit erfolgt die Erzeugung des auf Fahrzeuges festgestellt werden kann. An Stelle des Ge- die Längsachse bezogenen Korrektursignals völlig bers 32 kann man auch andere Anordnungen benut- unabhängig von der Schaltung, mittels deren der Anzen, die elektrische Signale erzeugen, welche die 15 triebsmotor gesteuert wird. Auf ähnliche Weise be-Kursrichtung des Fahrzeugs 10 wiedergeben oder an- wirkt der Prozeßregler 43 eine Geschwindigkeitsregezeigen. Wenn Signale anderer Art benutzt werden, lung und Rückstellvorgänge, um ein empfindliches kann es natürlich erforderlich sein, die übrigen Teile System zu bilden, das schwingungsfrei arbeitet,
der Steuerschaltungen etwas abzuändern, damit sie Der Geber 31 dient dazu, die Verlagerung des diese Signale verarbeiten können. 20 Fahrzeugs 10 längs der Querachse des Fahrzeugs zu Der Längsbewegungsgeber bzw. das Potentiometer messen. Der Schleifkontakt 41 des der Querachse zu-30 ist mit einem Prozeßregler 43 verbunden. Dem geordneten Potentiometers 31 ist mit einem Prozeß-Prozeßregler 43 wird auch ein Signal 44 zugeführt, regler 60 verbunden, dem auch ein Signal 61 zugedas die gewünschte Position des Fahrzeugs entlang führt wird, das die gewünschte Position des Fahrder Längsachse repräsentiert. Das Signal 44 wird 25 zeugs längs seiner Querachse repräsentiert. Der Prodem Regler an dem eingestellten Punkt des Reg- zeßregler 60 vergleicht das Signal des Potentiometers lers 43 zugeführt. Der Regler 43 liefert ein Signal, 31 mit dem Signal 61 und erzeugt ein auf die Querdas an seiner Klemme 45 erscheint und in Be- achse bezogenes Korrektursignal. Der Prozeßregler ziehung zu dem Unterschied steht, der zwischen 60 ist mit zwei Funktionsverstärkern 68 und 63 verder tatsächlichen Position, die durch das Signal des 30 bunden. Das Gierungspotentiometer 32 ist an einen Potentiometers 30 repräsentiert wird, und der ge- Prozeßregler 70 angeschlossen, dem auch ein Einwünschten Position vorhanden ist, die durch den ein- stellpunktsignal 71 zugeführt wird, das die gegestellten Punkt 44 repräsentiert wird. Der Prozeßre- wünschte Kurs- oder Gierungsrichtung des Fahrgier 43 soll mit einer Rückstellwirkung arbeiten, um zeugs 10 nach F i g. 1 repräsentiert. Der Prozeßregler das zeitabhängige Ansprechen des Prozeßreglers zu 35 70 vergleicht das Signal des Potentiometers 32 mit regeln, damit Unterschiede zwischen den beiden Ein- dem Signal 71 und erzeugt ein Kurskorrektursignal, gangssignalen durch eine Korrektur berücksichtigt Der Prozeßregler 70 ist mit den beiden Funktionswerden können. Die Klemme 45 des Reglers 43 ist verstärkern 68 und 63 verbunden. Der Funktionsvermit einer Motorsteuereinrichtung 46 verbunden, die stärker 68 ist so ausgebildet, daß er ein Ausgangssignal ihrerseits über eine Leitung 47 mit einem Hauptan- 40 liefert, das den Unterschied zwischen den Signatriebsmotor 48 zum Antreiben der Schraube 15 ver- len des Prozeßreglers 60 und des Prozeßreglers 70 bunden ist. Die Motorsteuereinrichtung 46 ist so aus- repräsentiert, während der Funktionsverstärker 63 gebildet, daß sie das Signal des Prozeßreglers 43 ver- ein Ausgangssignal liefert, das die Summe der Siarbeiten und den Hauptantriebsmotor 48 so steuern gnale der beiden Prozeßregler 60 und 70 wiedergibt, kann, daß eine resultierende Schubkraft erzeugt wird, 45 Der Funktionsverstärker 68 ist mit dem Motorsteuerdie in einer direkten Beziehung zu dem von dem Pro- Stromkreis 66 verbunden, an den der Antriebsmotor zeßregler 43 abgegebenen Signal steht. Die Kon- 67 angeschlossen ist. Bei dem Antriebsmotor 67 hanstruktion der Motorsteuereinrichtung 46 richtet sich delt es sich um den Motor zum Antreiben der in nach der Bauart des Antriebsmotors 48. Werden F i g. 1 gezeigten Schraube 16. Ferner ist vorgesehen, Gleichstrommotoren verwendet, um die Schrauben 50 daß ein Eingangssignal 62 zugeführt werden kann, anzutreiben, kann man als Motorsteuereinrichtung um die Steuerung der Antriebsaggregate 16 und 17 46 ein Gerät verwenden, das den Erregerstrom re- in bezug auf die Querachse zu ermöglichen. Wird mit gelt, der der Feldwicklung des Antriebsmotors 48 zu- dem Handsteuersignal 62 gearbeitet, wird der Progeführt wird. Die Motorsteuereinrichtung 46 soll zeßregler 60 mit Hilfe eines Schalters 69 abgeschalnicht nur die Stärke des zugeführten Stroms, sondern 55 tet.
nachgewiesen, dessen Schleifkontakte 41 durch das Aus der vorstehenden Beschreibung des erfingleiche Pendel gesteuert werden kann, welches den 5 dungsgemäßen Systems zum Steuern des Längsan-Schleifkontakt 40 des Potentiometers 30 betätigt. Die triebsaggregats 15 ist ersichtlich, daß das Signal, das Kurs- oder Gierungsrichtung des Fahrzeugs wird mit die Position des Fahrzeugs 10 entlang der Längs-HiI fe eines Gierungsgebers in Form eines Potentio- achse repräsentiert, zuerst mit der gewünschten Posimeters 32 nachgewiesen. Der Schleifkontakt 42 des tion des Fahrzeugs entlang seiner Längsachse vergli-Gierungsgeber-Potentiometers 32 kann durch einen io chen wird; dies geschieht mit Hilfe des Prozeßreglers Kreiselkompaß oder eine ähnliche Vorrichtung ge- 43, der ein auf die Längsachse bezogenes Korrektursteuert werden, mittels deren die Kursrichtung des signal erzeugt. Somit erfolgt die Erzeugung des auf Fahrzeuges festgestellt werden kann. An Stelle des Ge- die Längsachse bezogenen Korrektursignals völlig bers 32 kann man auch andere Anordnungen benut- unabhängig von der Schaltung, mittels deren der Anzen, die elektrische Signale erzeugen, welche die 15 triebsmotor gesteuert wird. Auf ähnliche Weise be-Kursrichtung des Fahrzeugs 10 wiedergeben oder an- wirkt der Prozeßregler 43 eine Geschwindigkeitsregezeigen. Wenn Signale anderer Art benutzt werden, lung und Rückstellvorgänge, um ein empfindliches kann es natürlich erforderlich sein, die übrigen Teile System zu bilden, das schwingungsfrei arbeitet,
der Steuerschaltungen etwas abzuändern, damit sie Der Geber 31 dient dazu, die Verlagerung des diese Signale verarbeiten können. 20 Fahrzeugs 10 längs der Querachse des Fahrzeugs zu Der Längsbewegungsgeber bzw. das Potentiometer messen. Der Schleifkontakt 41 des der Querachse zu-30 ist mit einem Prozeßregler 43 verbunden. Dem geordneten Potentiometers 31 ist mit einem Prozeß-Prozeßregler 43 wird auch ein Signal 44 zugeführt, regler 60 verbunden, dem auch ein Signal 61 zugedas die gewünschte Position des Fahrzeugs entlang führt wird, das die gewünschte Position des Fahrder Längsachse repräsentiert. Das Signal 44 wird 25 zeugs längs seiner Querachse repräsentiert. Der Prodem Regler an dem eingestellten Punkt des Reg- zeßregler 60 vergleicht das Signal des Potentiometers lers 43 zugeführt. Der Regler 43 liefert ein Signal, 31 mit dem Signal 61 und erzeugt ein auf die Querdas an seiner Klemme 45 erscheint und in Be- achse bezogenes Korrektursignal. Der Prozeßregler ziehung zu dem Unterschied steht, der zwischen 60 ist mit zwei Funktionsverstärkern 68 und 63 verder tatsächlichen Position, die durch das Signal des 30 bunden. Das Gierungspotentiometer 32 ist an einen Potentiometers 30 repräsentiert wird, und der ge- Prozeßregler 70 angeschlossen, dem auch ein Einwünschten Position vorhanden ist, die durch den ein- stellpunktsignal 71 zugeführt wird, das die gegestellten Punkt 44 repräsentiert wird. Der Prozeßre- wünschte Kurs- oder Gierungsrichtung des Fahrgier 43 soll mit einer Rückstellwirkung arbeiten, um zeugs 10 nach F i g. 1 repräsentiert. Der Prozeßregler das zeitabhängige Ansprechen des Prozeßreglers zu 35 70 vergleicht das Signal des Potentiometers 32 mit regeln, damit Unterschiede zwischen den beiden Ein- dem Signal 71 und erzeugt ein Kurskorrektursignal, gangssignalen durch eine Korrektur berücksichtigt Der Prozeßregler 70 ist mit den beiden Funktionswerden können. Die Klemme 45 des Reglers 43 ist verstärkern 68 und 63 verbunden. Der Funktionsvermit einer Motorsteuereinrichtung 46 verbunden, die stärker 68 ist so ausgebildet, daß er ein Ausgangssignal ihrerseits über eine Leitung 47 mit einem Hauptan- 40 liefert, das den Unterschied zwischen den Signatriebsmotor 48 zum Antreiben der Schraube 15 ver- len des Prozeßreglers 60 und des Prozeßreglers 70 bunden ist. Die Motorsteuereinrichtung 46 ist so aus- repräsentiert, während der Funktionsverstärker 63 gebildet, daß sie das Signal des Prozeßreglers 43 ver- ein Ausgangssignal liefert, das die Summe der Siarbeiten und den Hauptantriebsmotor 48 so steuern gnale der beiden Prozeßregler 60 und 70 wiedergibt, kann, daß eine resultierende Schubkraft erzeugt wird, 45 Der Funktionsverstärker 68 ist mit dem Motorsteuerdie in einer direkten Beziehung zu dem von dem Pro- Stromkreis 66 verbunden, an den der Antriebsmotor zeßregler 43 abgegebenen Signal steht. Die Kon- 67 angeschlossen ist. Bei dem Antriebsmotor 67 hanstruktion der Motorsteuereinrichtung 46 richtet sich delt es sich um den Motor zum Antreiben der in nach der Bauart des Antriebsmotors 48. Werden F i g. 1 gezeigten Schraube 16. Ferner ist vorgesehen, Gleichstrommotoren verwendet, um die Schrauben 50 daß ein Eingangssignal 62 zugeführt werden kann, anzutreiben, kann man als Motorsteuereinrichtung um die Steuerung der Antriebsaggregate 16 und 17 46 ein Gerät verwenden, das den Erregerstrom re- in bezug auf die Querachse zu ermöglichen. Wird mit gelt, der der Feldwicklung des Antriebsmotors 48 zu- dem Handsteuersignal 62 gearbeitet, wird der Progeführt wird. Die Motorsteuereinrichtung 46 soll zeßregler 60 mit Hilfe eines Schalters 69 abgeschalnicht nur die Stärke des zugeführten Stroms, sondern 55 tet.
auch seine Polarität regeln. Das Ausgangssignal des Der Funktionsverstärker 63 ist mit einer Motor-Prozeßreglers
43 kann ein positives oder ein negati- steuereinrichtung 74 verbunden, an die ein Antriebsves
Ausgangssignal sein, was sich jeweils nach der motor 75 für das hintere Querantriebsaggregat 17
Polarität der Eingangssignale richtet. Mit anderen nach F i g. 1 angeschlossen ist. Ein Eingangssignal
Worten, das Ausgangssignal des Prozeßreglers 43 60 72, das eine Handsteuerung der Antriebsaggregate
kann so eingestellt werden, daß es die gleiche Polari- 16 und 17 ermöglicht, kann ebenfalls zugeführt wertät
hat wie der erforderliche Erregerstrom für den den. Wenn der Kurs bzw. die Gierungsstellung des
Antriebsmotor 48. Außerdem weist die Motorsteuer- Fahrzeugs mit der Hand geregelt werden soll, wird
einrichtung 46 einen Eingang 50 auf, der eine mit der der Prozeßregler 70 mit Hilfe eines Schalter 73 abge-Hand
zu betätigende Einrichtung zum Steuern des 65 schaltet. Die Signale 62 und 72 für die Handsteue-Anriebsaggregats
15 darstellt. Die mit der Hand zu rung in bezug auf die Querachse bzw. für den Kurs
betätigende Einrichtung 50 würde es ermöglichen, oder die Gierungsstellung werden den Funktionsverdas
Antriebsaggregat mit der Hand zu steuern, und stärkern 68 und 63 zugeführt.
Die Prozeßregler 43, 60 und 70 liefern Ausgangssignale, bei denen es sich um eine negative oder eine
positive Spannung handelt, wobei die Polarität des Signals die Richtung angibt, in der der Antriebsmotor
umlaufen muß, während die Größe des Signals die Drehzahl bestimmt, mit der der Motor arbeiten
muß. Somit ist es auf einfache Weise möglich, das Ausgangssignal der Prozeßregler zu benutzen, um
eine Motorsteuereinrichtung zu verstellen und so den Strom zu regeln, der den Feldwicklungen der Antriebsmotoren
zugeführt wird. Wie weiter oben erläutert, ist es bei der Verwendung von Gleichstrommotoren
als Antnebsmotoren möglich, sowohl die Drehzahl als auch die Drehrichtung der Motoren dadurch
zu regeln, daß man die Felderregungsströme entsprechend regelt. Die Beziehung zwischen den Ausgangsspannungssignalen
der Funktionsverstärker und der Drehzahl und Drehrichtung der Antriebsmotoren ist
in F i g. 3 dargestellt. In F i g. 3 bezeichnet die Größe — T die bei einer Drehrichtung erzeugte Schubkraft,
während + T die bei der entgegengesetzten Drehrichtung erzeugte Schubkraft wiedergibt. Auf der waagerechten
Achse sind die Ausgangsspannungssignale V des Prozeßreglers aufgetragen, und man erkennt, daß
die Beziehung zwischen den Ausgangsspannungssignalen und der Schubkraft der Antriebsmotoren im
ίο wesentlichen linear ist. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße
Steuersystem eine zügige Steuerung, bei der es möglich ist, von einer maximalen Schubkraft
in einer bestimmten Richtung über den Schubkraftwert Null auf eine maximale Schubkraft in der
entgegengesetzten Richtung überzugehen, ohne daß hierbei eine Unterbrechung eintritt, und wobei dieser
Vorgang nur eine minimale Zeit in Anspruch nimmt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
309 542/Γ
Claims (2)
1. Vorrichtung zum dynamischen Verankern Richtung erzeugen, daß der Schwimmkörper nicht
eines Schwimmkörpers, insbesondere einer Bohr- 5 abtreibt, sondern seine Sollage beibehält. In diesem
insel, dem mittels geeigneter Antriebe Transla- Fall spricht man von einer dynamischen Positionietions-
und Rotationsbewegungen erteilbar sind, rungsvorrichtung.
mit einem Ortspeilgerät, zur Bestimmung der Ab- Die vorstehend genannten Vorrichtungen erweisen
weichung der Istlage des Schwimmkörpers von sich zwar in der Praxis als brauchbar, doch haben sie
der Sollage, und einem Kursmeßfühler sowie mit io bestimmte Nachteile. Die statische Verankerung läßt
einer Regeleinrichtung, die aus den vom Ortspeil- sich nur in geringer Entfernung von der Küste in
gerät und vom Kursmeßfühler ermittelten Istwer- seichtem Wasser anwenden. Das dynamische Positioten
der Schwimmkörperposition und -richtung nieren mit von einer Zentraleinheit gesteuerten
und aus fest vorgegebenen, entsprechenden Soll- Außenbordmotoren eignet sich zwar für jede beliewerten
Längs-, Quer- und Kurs-Stellgrößen er- 15 bige Wassertiefe, läßt sich jedoch nur mit relativ hozeugt,
die Stellgliedern für die Antriebe zugeführt hen Kosten verwirklichen. Die außenbords anzuordwerden,
dadurch gekennzeichnet, daß nenden Antriebe sind kostspielig und kompliziert, da
der Schwimmkörper (10) einen nur in Längsrich- sie relativ große Abmessungen erhalten müssen,
tung wirkenden umsteuerbaren Antrieb (15) und wenn große Schwimmkörper oder Bohrfahrzeuge in
zwei zu beiden Seiten der Gierachse des 20 einer festen Position gehalten werden sollen. Ferner
Schwimmkörpers (10) nur quer zur Längsrich- ist es bei dem Steuersystem erforderlich, mehrere
tung wirkende umsteuerbare Antriebe (16, 17) Lage- und Richtungsvektoren zu zerlegen, um die
aufweist, denen jeweils ein Stellglied (46, 66, 74) Außenbord-Antriebe in geeigneter Weise anzusteuzugeordnet
ist, und daß die Längsstellgröße (45) ern. Diese beiden Faktoren führen dazu, daß ein derdem
Längsstellglied (46) und die Quer- und 25 artiges System sehr hohe Kosten verursacht. Ferner
Kurs-Stellgröße (65 bzw. 76) über eine sie von- ist nachteilig, daß Außenbord-Antriebe nur langsam
einander subtrahierende Einrichtung (68) dem ansprechen, da eine gewisse Zeit dafür nötig ist, den
einen Querstellglied (66) und über eine die bei- Außenbord-Antrieb in die richtige Richtung zu dreden
Stellgrößen addierende Einrichtung (63) dem hen. Auch führt die Notwendigkeit, die verschiedenen
anderen Querstellglied (74) zuführbar ist. 30 Lagesignale vektoriell zu Steuersignalen für die An-
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- triebe zu addieren, zu einer Verkomplizierung der
kennzeichnet, daß die Antriebe als mittels des Steuerung, die ihre Zuverlässigkeit beeinträchtigen
Stellgliedes (46, 66, 74) drehzahlregelbare Pro- kann.
peller (15,16,17) ausgebildet sind. Gegenstand eines nicht vorveröffentlichten älteren
35 Vorschlages ist eine Vorrichtung zum dynamischen Verankern eines Schwimmkörpers mit einem Orts-
peilgerät mit einem Winkelmesser, der in zwei vertikalen zur Schwimmkörperlängs- und -querachse parallelen
Ebenen den Neigungswinkel eines zwischen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dyna- 40 dem Schwimmkörper und dem Boden des Gewässers
mischen Verankern eines Schwimmkörpers, insbe- gespannten Seiles bestimmt, bei der vorgesehen ist
sondere einer Bohrinsel, dem mittels geeigneter An- ein Schwimmkörperantrieb, der mindestens zwei mit
triebe Translations- und Rotationsbewegungen erteil- Abstand zur Drehachse des Schwimmkörpers anbar
sind, mit einem Ortspeilgerät, zur Bestimmung geordnete Zykloidenpropeller aufweist, deren Schubder
Abweichung der Istlage des Schwimmkörpers 45 richtung jeweils durch die beiden Propeller gleichvon
der Sollage, und einem Kursmeßfühler sowie mit zeitiges, teils gleichsinniges, teils gegensinniges Vereiner
Regeleinrichtung, die aus den vom Ortspeilge- stellen eines zugeordneten Lenkgestänges einstellbar
rät und vom Kursmeßfühler ermittelten Istwerten der ist, wobei die Verstellung mittels dreier unabhängig
Schwimmkörperposition und -richtung und aus fest voneinander wirkender Steuereinrichtungen erfolgt,
vorgegebenen, entsprechenden Sollwerten Längs-, 50 von denen je eine zur Steuerung der Bewegungen des
Quer- und Kurs-Stellgrößen erzeugt, die Stellgliedern Schwimmkörpers in seinen beiden Translationsfreifür
die Antriebe zugeführt werden. heitsgraden in Richtung der Schwimmkörperlängs-Bei
zahlreichen Schwimmkörpern, insbesondere und -querachse und eine in seinem Rotationsfrei-Bohrinseln
oder Bohrschiffen zum Anlegen von Un- heitsgrad vorgesehen ist, bei der ferner vorgesehen ist
terwassertiefbohrungen in Küstennähe sowie bei Ver- 55 eine automatische Regeleinrichtung für alle drei
messungsfahrzeugen, ist es erforderlich, den Steuereinrichtungen mittels des Ortspeilgerätes, das
Schwimmkörper in einer festen Sollage zu halten den beiden Translationssteuereinrichtungen als Re-
oder ihn längs eines bestimmten Kurses zu führen. gelgröße jeweils die Abweichung des Istpeilwinkels
Hierzu sind bereits verschiedene Vorrichtungen ent- gegenüber einem fest vorgegebenen Sollpeilwinkel
wickelt worden. Beispielsweise werden Bohrinseln 60 eingibt, und eines Richtungsfühlers in der horizontazum
Anlegen von Unterwassertief bohrungen mit len Ebene, der der Rotationssteuereinrichtung als
Hilfe von mehreren Spannseilen od. dgl. in ihrer Po- Regelgröße die Abweichungen der Istrichtung von
sition gehalten, wobei diese an Ankern befestigt sind. der fest vorgegebenen Sollrichtung in der Ebene ein-Die
Ankerseile werden so eingestellt, daß der gibt, und bei der schließlich vorgesehen ist, eine AusSchwimmkörper in der gewünschten Position gehal- 65 bildung des zwischen dem Schwimmkörper und dem
ten wird. Bei einem anderen bekannten Vorschlag, Boden straff gespannten Seiles des Ortspeilgerätes als
der bei Schwimmkörpern zum Anlegen von Unter- ein von dem Bohrgestänge unabhängiges Seil. Die
wassertiefbohrungen verwirklicht werden soll, wird Verwirklichung dieses Vorschlages ist wegen der
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |