DE677387C - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Flossenstabilisierungsanlagen fuer Schiffe - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Flossenstabilisierungsanlagen fuer SchiffeInfo
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Description
Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Phasenverschiebung bei Tankstabilisierungsanlagen
in Abhängigkeit von der Periodenlänge der Schiffsschwingungen. Liegt die Periodenlänge im Resonanzgebiete
des Schiffes, so ist für günstigste Dämpfungswirkung eine Phasenverschiebung zwischen
den Schiffsschwingungen und der Bewegung der Tankflüssigkeit von etwa 900 erforderlich.
Bei schnelleren Schiffsschwingungen muß die Phasenverschiebung kleiner sein, bei langsameren
Schwingungen wird der Normalwert von 900 vergrößert, unter Umständen, bis auf 18o°. Die
jeweilige Schwingungsdauer des Schiffes wird von einem Periodenmeßgerät überwacht, das
auf die Steuerorgane der Stabilisierungsanlage geschaltet ist und bei Abweichungen der
Periodenlänge von ihrem Normalwert eine Änderung der Phasenverschiebung im obigen
Sinne bewirkt. Die Verkleinerung der Phasenverschiebung erfolgt durch Abschalten des
Förderantriebes für die Tankflüssigkeits-. bewegung und/oder Drosselung des Flüssigkeitsverbindungskanals
zwischen den beiden Tankhälften. Eine Vergrößerung der Phasen-Verschiebung wird durch Beeinflussung der
Dämpfung eines für die Steuervorrichtung an sich erforderlichen Phasenreglers erzielt.
Es ist bekannt, die Schiffsstabilisierung, insbesondere die Bekämpfung von Schlingerbewegungen
und statischen Schräglagen, mittels Flossen vorzunehmen, die zu beiden Seiten des Schiffes unterhalb der Wasserlinie
angebracht sind und deren Anstellwinkel im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwingungen
geändert werden. Die vorliegende Erfindung betrifft die Anwendung des Verfahrens
nach dem Hauptpatent auf solche Flossenstabilisiierungsanlagen.
Weiter behandelt die Erfindung Einrichtungen zur Durchfüh-
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rung des Verfahrene, da die nach dem Hauptpatent bekannten Anordnungen nicht ohne
weiteres bei der Flossenstabilisierung wegen der zum Teil grundsätzlich anderen Wirkungsweise
anwendbar sind.
Um die im Regelfalle erforderliche go°- Phasenverschiebung zwischen Schlinger- und
Flossenbewegung zu erzielen,' empfiehlt es sich, in bekannter Weise als Steuergerät für
ίο die Lieferung der Umschaltkommandos ein
die Winkelgeschwindigkeit der Schiffsschwingungen anzeigendes Gerät, z. B. einen Kreiselwendezeiger,
in Verbindung mit einem in Reihe geschalteten Phasenregler zu verwenden. Der Phasenregler, der in an sich bekannter
Weise als hydraulischer Integrator ausgebildet sein kann, hat einmal die Aufgabe,
das Kommando für die Flossenverstellung um so viel vorzuverlegen, daß die sich infolge der
Massenträgheit ergebenden Verzögerungen ausgeglichen werden und die Flossen bei der
Umkehrung der Schlingerbewegung gerade durch ihre Mittellage gehen (entsprechend
oo°-Phasen verschiebung). Diese Aufgabe wird zweckmäßig durch eine einmalige, gelegentlich
nachzuprüfende Einstellung des Phasenreglers von Hand gelöst. Ferner steht dieser
Phasenregler erfindungsgemäß in Steuerverbindung mit dem Periodenmeßgerät, so daß
eine selbsttätige Änderung der Phasenverschiebung in Abhängigkeit von der jeweiligen
Periodenlänge der Schiffsschwingungen erfolgt, und zwar sowohl bei kurzen wie auch
bei langsamen Schiffsschwingungen.
Im praktischen Betrieb kommen nicht nur periodische Schiffsschwingungen (z.B.Schlingerbewegungen)
j sondern auch statische Schräglagen vor, die als Grenzfall der langsamen
erzwungenen Schwingungen mit der Schwingungszeit unendlich anzusehen sind. Es ist bekannt, die Steuergeräte der Schiffsstabilisierungsanlagen
so auszubilden, daß sie gleichzeitig zur Bekämpfung statischer Schräglagen, die eine Phasenverschiebung von i8o°-
erfordert, dienen. Mit Rücksicht auf eine exakte Durchführung der Schräglagenbekämpfung
einerseits und der Schlingerbekämpfung andererseits empfiehlt es. sich jedoch
häufig, für beide Aufgaben gesonderte Steuergeräte vorzusehen. Werden die Steuerkommandos von einem Wendezeiger geliefert,
so ist ein gesondertes Schräglagengerät sogar notwendig, weil ein Wendezeiger statische
Schräglagen gar nicht anzeigen kann. Im vorliegenden
Falle der Flossenstabilisierung mit Änderung der Phasenverschiebung in Abhängigkeit
von der Periodenlänge ist die Lieferung der Steuerkommandos von zwei, getrennten
Geräten mit Rücksicht auf den erforderlichen großen Regelbereich für die Änderung
der Phasenverschiebung am zweckmäßigsten, da ja sonst der gesamte Bereich der möglichen Phasenverschiebungen von ο
bis i8o° am Phasenregler des Steuergerätes
j für die Schlingerbekämpfung eingestellt wer- :;/tlen müßte. Sieht man jedoch ein gesondertes
Gerät für die Bekämpfung statischer Schräglagen vor, so kann man auch bei langsamen
periodischen Schiffsschwingungen, die eine Phasenverschiebung von etwa i8o° erfordern,
auf das Schräglagengerät umschalten und dadurch den Phasenregelbereich des Steuergerätes
für die periodischen Schiffsschwankungen begrenzen. Es hat sich nämlich gezeigt,
daß sich bei Flossenstabilisierungsanlagen die Bekämpfung der langsamen, oberhalb
der Resonanz liegenden Schwingungen am günstigsten wie bei der reinen Schräglagenbekämpfung mit i8o°-Phasenverschiebung
durchführen läßt.
Die wahlweise Einschaltung eines der beiden Steuergeräte könnte ebenfalls durch das Periodenmeßgerät
erfolgen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die.Umschaltung in
Abhängigkeit von der Amplitude der Schiingerbewegungen bei Erreichen eines vorgegebenen
Grenzwertes erfolgt, etwa indem ein Relais für selbsttätige Umschaltung betätigt
wird. In einfachster Weise kann diese Umschaltung natürlich auch von Hand geschehen.
Vorzugsweise wird entweder die Schlingerbekämpfung oder die Schräglagenbeseitigung
durchgeführt, insbesondere so, daß bei kleinen Schlingerwinkeln lediglich Schräglagenbekämpfung
erfolgt. Überschreitet der Schlingerwinkel den vorgegebenen Grenzwert,
so wird das Steuergerät für die Schlingerdämpfung umgeschaltet. Es ist auch möglich, beide Steuergeräte gleichzeitig zur
Schlingerbekämpfung undSchräglagenbeseitigung heranzuziehen, wie weiter unten beschrieben
wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigt
Fig. ι die Vorderansicht einer Flosse, den
Antrieb durch einen Servomotor nebst der Steuereinrichtung für die selbsttätige Umschaltung'des
Flossenanstellwinkels, uo
Fig.' 2 das Steuergerät, das die Umschaltkommandos liefert, mit dem Phasenschieber,
Fig. 3 eine Einzelheit des Gerätes, das zur Leistungsregelung dient,
Fig. 4 ein Gerät zur Bekämpfung statischer Schräglagen,
Fig. 5 eine. Anordnung, die zur gleichzeitigen Bekämpfung von Schiffsschwingungen
und statischen Schräglagen dient.
Wie Fig. ι zeigt, erfolgt die Verdrehung
des die Flosse 3 tragenden Flossenhalters 14, » 15 entsprechend dem gewünschten Anstell-
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winkel über -den mit dem Flossenhalter fest,
verbundenen Hebel 16, an den die Kolbenstange i/ des Servomotors 18 angreift. Die
Einstellung des zugehörigen Steuerschiebers 19 geschieht mit Hilfe eines Steuergerätes 20,
das einen Kontaktarm 21 über ein Doppelkontaktsegment 22 im Takte der zu dämpfenden
Schiffsschwingungen hin und her bewegt. Von den beiden Kontaktsegmenten führen
Leitungen zu einem Meßwertempfänger 23, der als Drehmagnet ausgebildet ist. Eine
Mittenanzapfung des Magneten führt zu dem Kontaktarm 21. Diese Leitung enthält eine
Stromquelle 24,, und einen Widerstand 24,
über den der Kontakthebel 65 gleiten kann, wenn er von dem Hebel 64 verstellt wird.
Durch die getroffene Schaltung sind zwei Stromkreise geschaffen, die in Abhängigkeit
von den Ausschlägen des Kontaktarmes 21 in Wirkung treten und den Drehmagneten 23 im
einen oder anderen Sinne verstellen, sofern der dreipolige Schalter 24^ die in der Figur
gezeichnete Lage hat.
Der von dem Steuergerät 20 in der weiter unten angegebenen Weise ermittelte Steuerwert wird also auf den Drehmagneten 23 übertragen,
mit dem der Hebel 23a verbunden ist.
Die Ausschläge dieses Hebels werden über die Stange 25 auf de'n Hebel 26 übertragen, der
bei 27 mit der Kolbenstange 17 des Servomotors und bei 28 mit der Kolbenstange 29
des Steuerschiebers 19 gelenkig verbunden ist. In die Kolbenstange 17 ist zwischen dem
Arbeitsantrieb und dem Gelenkpunkt 27 ein Isostatglied eingeschaltet, dessen Zylinder 30
mit dem einen Teil und dessen Kolben 31 mit dem anderen Teil der Stange 17 verbunden
ist. Es ist ferner ein Umlaufkanal 32 mit einer Drosselstelle 33 vorgesehen, und zwi-
no sehen einer festen Anlage und dem Gelenkpunkt
zy ist eine Feder 34 eingeschaltet, die in der dargestellten Normallage des Hebels 26
keine Kraft auf den Gelenkpunkt 27 überträgt, hingegen bei einer Auswanderung 'des Gelenk-'
45 punktes nach der einen oder anderen Richtung einen Zug oder Druck auf den Gelenkpunkt
ausübt.
Der Zweck dieses Isostatgliedes, das mit Rücksicht auf seine erste Verwendung bei
Drehzahlreglern häufig auch als Isodromglied oder Isodromdose bezeichnet wird, wird bei
der weiter unten folgenden Beschreibung des Gerätes zur Bekämpfung statischer Schräglagen
ersichtlich. .
Als Regelgröße wird dem Steuergerät 20 die jeweilige Winkelgeschwindigkeit der
Schiffsschwingung über einen Phasenschieber zugeführt, der es gestattet, den Zeitpunkt für
die Uraschal'tkommandos auf den richtigen Wert einzuregeln. Das Steuergerät 20 ist in
seinen Einzelheiten in Fig. 2 gesondert dargestellt. Zunächst wird ein Gerät benötigt,
mit dem die Winkelgeschwindigkeit .angezeigt wird. Dazu kann etwa ein gegen die Wirkung
von . Rückstellfedern präzedierender Kreisel (Wendezeiger) oder eine den Schlingerwinkel
differenzierende Vorrichtung dienen. Im dargestellten Beispiel ist ein Wendezeiger
35 vorgesehen, der auf dem Schiff so orientiert aufgestellt wird, daß er auf die zu dämpfenden '
Schiffsschwingungen anspricht, im Falle einer Schlingerdämpfungsanlage z. B. also so, daß
die Präzessionsachse parallel zur Querachse des Schiffes, die Umlaufachse parallel zur
Hochachse des Schiffes verläuft. Die Winkelstellung des auf der Präzessionsachse 3S
sitzenden Hebels 36 relativ zum Schiff ist ein Maß für die Winkelgeschwindigkeit. Diese
Präzessioneausschläge sollen auf den Kontaktarm 21 und die Kontaktsegmente 22 (Fig. 1)
übertragen werden. Bei kleiner Ausführung des Wendezeigers ist seine Verstellkraft in
der Regel zu gering, so daß es sich empfiehlt, einen Nachlaufmotor 37 vorzusehen, der die
Ausschläge der Welle 38 mit geeigneter Über- 8g Setzung und hinreichender Kraft nachbildet.
Die'Schaltung des Motors geht aus der Zeichnung hervor. Die zugehörige Schalteinrichtung
besteht aus einer von der Welle 38 getragenen Kontaktgabel 39, deren Kontaktstücke
gegeneinander isoliert sind, und einem zwischen diese Kontaktstücke eingreifenden
Gegenkontaktstück, das von einem mit · dem Motor 37 über ein Übersetzungsgetriebe gekuppelten
Arm 40 getragen wird. Die Motorbewegung wird von der anderen Seite der Motorwelle über ein Getriebe auf. die Eingangswelle
4Oa eines Phasenschiebers 41, der
in an sich bekannter Weise als hydraulischer Integrator ausgebildet ist, übertragen. Die
Welle 4Oa ist über die Getriebeteile 42 bis 48
•mit der Eingangswelle, eines zweiten Integrators 49, der von gleicher Bauart sein kann,
verbunden. Wie aus der teilweisen Schnittdarstellung des Integrators 41 hervorgeht,
greift die Eingangswelle über zwei Spiralfedern 41 a und 41 &, von denen die eine rechtsgängig
und die andere linksgängig ist, an eine Dose 4ic an. Genau so ist der Integrator
49 ausgebildet, und von der Dose 4I1, bzw.
49C wird die Ausgangsbewegung abgenommen. Die beiden Dosen sind ferner über je
einen Ouerarm 41^ und 49^mJt je-zwei Kolben
verbunden, die in Zylindern 4ie und 41/ bzw.
49g und 49/ geführt sind. Die Zylinder sind
mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, gefüllt und durch je eine Verbindungsleitung·
4ig und 49g miteinander verbunden. In den
Verbindungsleitungen befinden sich Drosselventile 4ΐΛ und 49Λ, die durch die Handhebel
41 ,· und 49; so eingestellt werden können, daß
die über die Wellen 4Oa und 47 zugeleitete
Bewegung von den Ausgangswellen 50 und 51, auf denen die bereits in Fig. 1 angedeuteten
Kontaktsegmente 22 bzw. der Kontaktarm 21 angeordnet sind, mit einer solchen
Phasenverschiebung abgenommen wird, daß bei normalen, im Resonanzgebiet liegenden
Periödenlängen der Schiffsschwingungen die Flossen im Umkehrpunkte der Schiffsschwingung
(z. B. der Schlingerbewegung) gerade durch ihre Mittellage gehen, entsprechend
einer Phasenverschiebung von 900 zwischen Schiffsschwingung und Flossenbewegung. In
der nach dem Hauptpatent bekannten Weise stehen die Drosselventile 41^, und 49^ ferner
in Steuerverbindung mit einem Periodenmeßgerät, das Abweichungen von der normalen
Periodenlänge· anzeigt und die Drosselwirkung derart selbsttätig beeinflußt, daß die
. Phasenverschiebung mit zunehmender Periodenlänge vergrößert, mit abnehmender Periodenlänge verkleinert wird.
An sich wäre es möglich, mit einem einzigen Integrator auszukommen. Man könnte
z. B. die Kontaktsegmentscheibe 5oa schiffsfest
anordnen und die Phasenverschiebung lediglich durch den Integrator 49 herbeiführen
Die Anordnung von zwei Integratoren gemäß Fig. 2, deren Dämpfungen verschieden stark
eingestellt werden, hat den Vorteil eines gröfieren Regelbereiches und einer besseren Einstellungsmöglichkeit.
Die Bewegungskurven des Kontaktarmes 21 und der Kontaktsegmente 22 sind, wenn wir sinusförmige
Schlingerbewegung voraussetzen, ebenfalls sinusförmig, weisen jedoch wegen der verschieden
starken Dämpfung eine Phasenverschiebung gegeneinander auf. Jedesmal im Schnittpunkt beider Kurven erfolgt Kontakt'und
somit Kommandogabe für den Servomotor. In Verbindung mit dem eben behandelten Steuergerät ist eine Vorrichtung zur Regelung
des Flossenanstellwinkels von erheblichem Vorteil. Diese Vorrichtung sei_ als
Leistungsregler bezeichnet. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Da die Leistungsregelung
in Abhängigkeit von dem Schlingerwinkel zu erfolgen hat, ist ein Gerät erforderlich,
das diesen anzeigt. Dazu kann z. B. ein gewöhnliches Pendel oder ein Lotkreisel dienen.
50' In Fig. 3 ist der Einfachheit halber ein Pendel 52 vorgesehen, das auf dem Schiffe mit entsprechender
Orientierung aufgehängt werden muß. Die Pendelstange ist über den Drehpunkt
52a nach oben hin verlängert und trägt
hier einen Kontakt 53, der bei den Schwingungen des Pendels über den Spannungsteiler
54 schleift. Der Spannungsteiler liegtineinem Stromkreise, der die Spannungsquelk 54a und
die Magnetisierungsspule 55 eines Elektromagneten enthält. Wenn das Pendel nach
. rechts oder links ausschlägt, wird der Magnetisierungsstrom verstärkt und der Kern 56 je
nach dem Ausschlag mehr oder weniger in die Spule hineingezogen. Die elektrische Erregung
erfolgt also in Abhängigkeit vom Schlingerwinkel. Der Magnetkern 56 sitzt auf der Kolbenstange 57 eines Dämpfungszylinders 58, der als Integrator wirkt. Der
Kolben ζ8α kann der Bewegung des Kernes
nach oben entgegen der rückwirkenden Kraft der Feder 59 leicht folgen, weil die in den
Kolben eingebauten Rückschlagventile 60 einer Strömung der Flüssigkeit von dem
oberen in den unteren Zylinderteil keinen großen Widerstand bieten. Wenn sich beim
Rückgang des Pendels in die Mittellage die Bewegungsrichtung des Kernes umdrehen
will, schließen die Rückschlagventile den Kolben dicht ab, so daß die verdrängte Flüssigkeit
über die Umlaufleitung 61 geführt wird. In dieser befindet sich ein Drosselventil
62. Die Drosselung wird so stark eingestellt, daß die Rückführung des Kolbens
nur sehr langsam erfolgt. Im nächsten Augenblick wird durch das durch die Mittellage gegangene
Pendel aber der Kern 56 und damit auch der Kolben S8a wieder nach oben gezogen. Der Kolben wird sich praktisch gemäß
der Amplitudenkurve des Schlingerwinkels einstellen.
Diese Einstellung des Kernes 56 wird über
die Hebel 63 und 64 auf den im Punkte 6ζα
drehbeweglich gelagerten Hebel 65 übertragen, der an seinem einen.Ende einen Kontakt
66 besitzt, der dabei über den Widerstand 24 gleitet. Dieser Widerstand stimmt mit dem Widerstand 24 der Fig. 1, der in der
Leitung von der Mittelanzapfung des Drehmagneten 23 zum Kontaktarm 21 vorgesehen
war, überein. Auf diese Weise ist die Größe des Ausschlages des Drehmagneten 23 in Abhängigkeit von der Schlingerwinkelamplitude
gebracht. Damit ist die gewünschte Leistungsregelung erzielt.
Die Leistungsregelung wird vorzugsweise nicht nur in Abhängigkeit von der Schlingerwinkelamplitude,
sondern auch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit durchgeführt. Bei einer vorgegebenen Schlingerbewegung
nimmt bei gleichbleibendem An-Stellwinkel die Dämpfungskraft mit der Fahrgeschwindigkeit
zu. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wird auf den Hebel 63 ein der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit verhältnisgleicher
Ausschlag übertragen, so daß der Hebel 64 als Resultatglied gemäß der
Wirkung der Schlingerwinkelamplitude und
der Schiffsgeschwindigkeit ausgelenkt wird. Der Fahrtmesser ist in der Figur schematisch
mit F bezeichnet, von ihm aus wird mittels der Stange 68 die jeweilige Fahrgeschwindigkeit
am Hebel 63 eingestellt.
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Der beschriebene Leistungsregler hat zur Voraussetzung, daß die Schiffsschwingungen
um die normale Mittellage erfolgen. Es kann aber auch der Fall eintreten, daß das Schiff
eine statische Schräglage besitzt und um diese als Mittellage seine Schwingungen ausführt.
Damit auch in diesem Falle die Leistungsregelung durch das Pendel 52 in richtiger
Weise erfolgt, muß der Bezugspunkt für die Erfassung der Amplituden in Abhängigkeit
von der Schräglage verändert werden. Das kann z. B. so gemacht werden, daß der Spannungsteiler
54 um den Pendeldrehpunkt S2a
schwenkbar gemacht und entsprechend dem Schräglagenwinkel verstellt wird. In Fig. 3
ist das Schräglagengerät, das weiter unten noch genauer erläutert wird, schematisch mit
S bezeichnet. Durch die aus ihm herausführende Stange 71 erfolgt die vorgenannte Verstellung
des Spannungsteilers 54.
Es können, wie bereits erwähnt wurde,
außer den eigentlichen Schiffsschwingungen auch statische Schräglagen des Schiffes auf-
. treten. Vorzugsweise wird entweder die Schlingerdämpfung oder die Schräglagenbeseitigung
durchgeführt, insbesondere so, daß bei kleinen Schlingerwinkeln lediglich Schräglagenbekämpfung erfolgt.
Soll lediglich die Schräglage bekämpft werden, so muß in Fig. 1 der Drehmagnet 23 der
Einwirkung des Steuergerätes 20 entzogen werden. Zu diesem Zwecke ist der dreipolige
Schalter 24^ vorgesehen, der z. B. von Hand
betätigt werden kann. Statt dessen kann auch eine selbsttätige Schaltvorrichtung vorgesehen
werden, die während des Zustandes kleiner Schlingerwinkelamplituden den Drehmagneten
23 an das Steuergerät für Schräglagenbekämpfung und bei größeren Schlingerwinkelamplituden
den Drehmagneten 23 an das Steuergerät 20 für Schlingerdämpfung angeschaltet hält.
Für diese Zwecke kann der Leistungsregler nach Fig. 3 mitbenutzt werden. Hierzu ist
die Kolbenstange 57 über den Angriffspunkt des Hebels 63 nach oben verlängert und dort
ein Kontakt 72 angebracht. Sobald die Schlingerwinkelamplitude den vorgesehenen
Grenzwert erreicht hat, erreicht der Kontakt 72 die Kontaktschiene 73, wodurch der Stromkreis
eines Relais 74 geschlossen wird. Durch das Relais 74 erfolgt dann die Umlegung des
Schalters 24^ in Fig. 1.
Eine für 'die Schräglagen'bekämpfung geeignete
Steuereinrichtung zeigt Fig. 4. Ein Pendel So, an Stelle dessen auch ein Lotkreisel
verwendet werden kann, wird so aufgehängt, daß es die zu beseitigende Schräglage
anzeigen kann. Es schlägt dabei um seinen Drehpunkt 8oa aus und bewegt den
Kontakt 81 über einen Spannungsteiler 82.
Dieser liegt in dem Stromkreis der Erregüngs^ wicklungen S3, 84 zweier Elektromagnete 85,
86. Vom Kontakt 81 für eine leitende Verbindung
zur Mitte des Stromkreises. Befindet sich das Pendel in seiner Mittellage, so ,sind beide Magnete gleich stark erregt und
gleich weit in die zugehörigen Spulen hineingezogen. Die Magnete sind zu beiden Seiten
eines als Integrator wirkenden hydraulischen Kolbentriebes angeordnet und sitzen auf der
Kolbenstange 87. Der Zylinder 88 ist mit Öl gefüllt und enthält einen Umlaufkanal 89 mit
der Drosselvorrichtung 90. Die Federn 91 und 92 suchen den Kolben 93 in der Mittelstellung
zu halten.
Bei gleicher Erregung der beiden Magnete, d. h. in der Mittelstellung des Pendels, wird
auf den Kolben 93 keine Kraft ausgeübt. Ein dauernder Ausschlag des Pendels nach der
einen oder anderen Seite verstärkt die Zugkraft des einen und schwächt die des anderen
Magneten. Der Kolben wird also nach rechts oder links verstellt. Die kurzzeitigen Schwingungen
der etwa vorhandenen Schlingerbewegung bleiben jedoch ohne Einfluß, da die Drosselung im Umlaufkanal so stark eingestellt
wird, daß der Kolben auf die kurzzeitigen Impulse infolge seiner Trägheit nicht ansprechen kann.
Die Kolbenstange 87 trägt an ihrem einen Ende eine Verzahnung 94, die mit dem Zahnradsegment
95 in Eingriff steht. Bei einer Verschiebung der Kolbenstange 87 entsprechend einer vorhandenen statischen Schräglage
wird also der mit dem Segment 95 verbundene Hebel 96 entsprechend ausgelenkt. Am Ende des Hebels 96 sitzt ein Kontakt 97,
der über einen Spannungsteiler 98 gleitet. Von den beiden Enden des Spannungsteilers
und dem Kontakte 97 führen die drei Leitungen 99, 100 und 101 zu den Gegenkontakten
des Schalters 24j in Fig. 1. Soll die Schräglagenbekämpfung
einsetzen, so wird der Schalter 24^ von Hand oder, wie oben beschrieben,
selbsttätig auf diese Gegenkontakte umgelegt.
Bei der Schräglagenbekämpfung wird nunmehr der Drehmagnet 23 von dem Schräglagengerät
gesteuert. Tritt eine Schräglage auf, so wird der Drehmagnet verstellt, der Servomotor eingeschaltet und ein entsprechender
Anstellwinkel der Flossen erzielt, so daß · nun das Schiff von der Schräglage in die normale
Lage zurückgeht. Das Schräglagenpendel 80 geht natürlich auch in seine Mittellage
zurück. Damit der für die Aufrechterhaltung dieser Mittellage erforderliche Anstellwinkel
der Flossen auch jetzt noch erhalten bleibt, ist das oben beschriebene Isostatglied
30 bis 34 (Fig. 1) in die Kolbenstange des Servomotors eingefügt. Wenn die
Steuereinrichtung etwa auch gleichzeitig Schlingerbewegungen berücksichtigt, so verhält
sich das Isostatglied infolge einer starken Drosselung bei 33 so, als ob es starr wäre.
Es tritt erst in Wirksamkeit, wenn das Schiff eine dauernde Schräglage erhält. Alsdann
wird nämlich der Angriffspunkt 27 des Hebels 26 hinsichtlich seiner mittleren Lage verschoben.
Das hat zur Folge, daß der Mittelwert der von der Feder 34 auf die Kolbenstange
17 ausgeübten Kraft nicht mehr Null ist; die Feder übt jetzt vielmehr eine nach
rechts oder links gerichtete Kraft aus. Hierdurch erfährt der Zylinder 30 eine allmähliche
Verschiebung relativ zum Kolben 31, d. h. die Kolbenstange 17 erfährt zwischen ihrem Verbindungspunkt
mit dem Hebel 16 und dem Punkt 27 eine Verkürzung oder Verlängerung.
Der Nullstellung des Pendels 80 im Schräglagengerät nach Fig. 4 entspricht jetzt nicht
mehr eine waagerechte Stellung der Flossen, sondern eine geneigte Stellung. Diese Neigung
der Flosse in ihrer Mittelstellung erreicht selbsttätig einen solchen Wert, daß die
Schräglage des Schiffes gerade ausgeglichen wird. Im Falle einer zusätzlichen Schlingerbekämpfung
werden die Flossen um diese geneigte Mittellage im Takte der Schlingerbewegung verstellt.
Von der Kolbenstange 87 des Schräglagengerätes (Fig. 4) wird man zweckmäßig auch
die Bewegung für die Einstellung des Leistungsreglers in Abhängigkeit vom Schräglagenwinkel
ableiten, indem man die Bewegung der Kolbenstange auf den Hebel 71
(Fig. 3) überträgt.
In Fig. 5 ist in schematischer Form die
Verknüpfung des Schräglagengerätes mit der Schlingerdämpfung dargestellt, wenn gleichzeitig
sowohl die Schräglagen wie auch das Schlingern bekämpft werden sollen. Auf den
Hebel 26, der die Bewegung des Steuerschiebers 19 einstellt, muß sowohl die Winkelgeschwindigkeit
der Schlingerbewegung wie auch der Schlingerwinkel selbst übertragen
werden. Die Summe dieser beiden Größen wird dem Resultatglied 106 zugeleitet, das
von dem doppelarmigen Hebel 104 eingestellt wird. Vom Drehmagneten 23 wird, wie es
.50 bei der Beschreibung der Fig. 1 erläutert wurde, die Geschwindigkeit ermittelt und
über den Hebel 23a und die Stange 103 auf
das Glied 104 gegeben. Das Schräglagengerät
S gibt mittels der Stange 105 den
Schräglagenwinkel auf den Hebel 104. Die
Bewegung der Stange 105 wird zweckmäßig wiederum von1 der Kolbenstange 87 des Schräglagengerätes
(Fig. 4) abgenommen. Der Schalter 246 in Fig. 1 muß bei gleichzeitiger
Schräglagen-und Schlingerbekämpfung natürlieh die in Fig. 1 angenommene Stellung
haben, und es muß verhindert werden, daß die selbsttätige Umschaltung durchlas Relais 74
(Fig. 3) in Wirkung tritt. Das*geschieht am einfachsten durch Öffnen eines Schalters im
Relaisstromkreis.
Der Vorteil der beschriebenen Steuerung beruht darin, daß Kommandoverlagerungen,
wie sie bei kurzen und langen erzwungenen Schwingungen erforderlich sind, durch Drosselbeeinflussung
an den Phasenreglern bzw. durch Umschaltung auf das Schräglagengerät in bequemer Weise durchgeführt werden können.
Die Erfindung ist ebenfalls anwendbar für Schiffsstabilisierungsanlagen mittels Großkreisel
oder Momentenmaschinen.
Claims (3)
1. Anwendung des Verfahrens zur Steuerung der Phasenverschiebung in Abhängigkeitvon
den durch den Seegang hervorgerufenen Periodenänderungen der Schiffsschwingung nach Patent 645 658
bei Stabilisierungsanlagen mit im Takte der zu dämpfenden Schwingungen verstellbaren
Flossen.
2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuergerät für die Verstellung der Flossenanstellwinkel im Takte
der zu dämpfenden Schiffsschwingungen einen aus zwei verschieden stark gedämpften
hydraulischen Integratoren bestehenden Phasenregler enthält, dessen eine Phasenverschiebung bewirkende
Dämpfung in Abhängigkeit von den Periodenlängen geändert wird.
3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine auf statische Schräglagen des Schiffes ansprechende
Vorrichtung (Schräglagengerät) vorgesehen ist, mit einer Umschaltvorrichtung,
die es gestattet, wahlweise das Steuergerät mit dem Phasenregler 10'5
oder das Schräglagengerät einzuschalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichmingen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES124878D DE677387C (de) | 1936-11-11 | 1936-11-11 | Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Flossenstabilisierungsanlagen fuer Schiffe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES124878D DE677387C (de) | 1936-11-11 | 1936-11-11 | Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Flossenstabilisierungsanlagen fuer Schiffe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE677387C true DE677387C (de) | 1939-06-24 |
Family
ID=7536714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES124878D Expired DE677387C (de) | 1936-11-11 | 1936-11-11 | Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Flossenstabilisierungsanlagen fuer Schiffe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE677387C (de) |
-
1936
- 1936-11-11 DE DES124878D patent/DE677387C/de not_active Expired
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