DE1064836B

DE1064836B - Method and control unit for stabilizing ships, in particular for damping rolling vibrations

Info

Publication number: DE1064836B
Application number: DEM32739A
Authority: DE
Original assignee: Muirhead and Co Ltd
Current assignee: Muirhead and Co Ltd
Priority date: 1955-12-22
Filing date: 1956-12-22
Publication date: 1959-09-03

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stabilisieren von Schiffen, insbesondere zur Dämpfung von Rollschwingungen sowie auf ein Steuergetriebe zur Durchführung des Verfahrens mit einem vertikal bleibenden, freien Kreisel, der eine genaue vertikale Bezugsgröße erzeugt, und auf einen an sich bekannten Drehfeldübertrager, der jedoch mit einer zweiten Wicklung auf seinem Rotor im rechten Winkel zur Erregerwicklung versehen ist, wobei der Rotor mechanisch mit dem Kreisel gekuppelt ist, und der ein erstes Signal von der Bezugsgröße entsprechend dem augenblicklichen Rollwinkel ableitet.The invention relates to a method for stabilizing ships, in particular for damping of rolling vibrations and a control gear to carry out the process with a vertical permanent, free gyroscope, which generates an exact vertical reference value, and on a per se known Rotary field transformer, which, however, has a second winding on its rotor at right angles to the Excitation winding is provided, the rotor being mechanically coupled to the gyro, and the one first Signal derived from the reference value according to the current roll angle.

Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Stabilisierung gegen Rollschwingungen bekannt, wie z. B. sich bewegende Gewichte, sich bewegende Wassermassen, starke Wasserstrahlen und aktivierte Flossen. Die Erfindung kann bei jedem dieser Systeme Anwendung finden. Aus Gründen der Klarheit wird die Erfindung mit Bezug auf ein System mit aktivierten Flossen beschrieben.Various devices for stabilizing against rolling vibrations are known, such as. B. moving weights, moving masses of water, powerful jets of water and activated fins. The invention can be used in any of these systems. For the sake of clarity, the Invention described with reference to a system with activated fins.

Bei einem System mit aktivierten Flossen erstrecken sich eine oder mehrere Flossen an jeder Seite des Schiffes, die um einen bestimmten Winkel beiderseits einer mittleren Nullstellung, in welcher sie kein Drehmoment auf das Schiff ausüben, gedreht werden können. Wenn das Schiff schlingert, werden die Flossen an beiden Seiten des Schiffes in entgegengesetzter Richtung geneigt gedreht, d. h. zur Wasserströmung angestellt, und auf Grund der Bewegung des Schiffes durch das Wasser üben sie ein Drehmoment auf das Schiff aus, welches den unerwünschten Rollbewegungen entgegenwirkt.In an activated fin system, one or more fins extend on each side of the Ship moving through a certain angle on either side of a mean zero position in which they have no torque exercise on the ship, can be rotated. If the ship lurches, they will Fins on both sides of the ship tilted in opposite directions, d. H. to water flow engaged, and due to the movement of the ship through the water, they exert a torque on the ship, which counteracts the unwanted rolling movements.

Das Steuergerät weist Fühlmittel auf, die eine oder mehrere Funktionen der Rollbewegung messen und ein Signal erzeugen, das elektrisch oder mechanisch sein kann. Dieses wiederum betätigt den Antrieb, der genügend Kraft besitzt, um die Stabilisierungsmittel wirksam werden zu lassen. Es ist üblich, vertikal bleibende und auf die Winkelgeschwindigkeit ansprechende Kreisel bekannter Art als Füllmittel vorzusehen. Der vertikal bleibende Kreisel ist für gewöhnlich mit einer Vorrichtung zum Aufrichten versehen, die sicherstellt, daß seine Achse wirklich vertikal bleibt. Der relative Winkel zwischen dem Schiffskörper und der Kreiselachse ist somit ein Maß für die Abweichung des Schiffes von seiner vertikalen Stellung. Der auf die Winkelgeschwindigkeit ansprechende Kreisel wird verwendet, um die Geschwindigkeit der Schlingerbewegung zu messen. Weitere Funktionen der Schlingerbewegung, wie z. B. die Beschleunigung oder höhere Ableitungen nach der Zeit, können ebenfalls gemessen werden. Signale entsprechend einer oder mehreren dieser Funktionen werden in jeder gewünschten Weise kombiniert und ein Signal, dasThe control unit has sensing means that measure one or more functions of the rolling movement and generate a signal that can be electrical or mechanical. This in turn actuates the drive that has sufficient strength to make the stabilizing agents effective. It is common to be vertical Provide permanent and responsive to the angular velocity gyroscope of a known type as a filler. The top that remains vertical is usually provided with a device for erecting it, which ensures that its axis remains really vertical. The relative angle between the hull of the ship and the gyro axis is thus a measure of the deviation of the ship from its vertical position. The angular velocity responsive gyro is used to measure the speed of the Measure rolling motion. Other functions of the rolling movement, such as B. the acceleration or higher derivatives with respect to time can also be measured. Signals according to a or more of these functions are combined in any desired way and a signal that

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Verfahren und Steuergerät
zum Stabilisieren von Schiffen,
insbesondere zur Dämpfung
von RollschwingungenProcedure and control unit
to stabilize ships,
especially for damping
of rolling vibrations

Anmelder:Applicant:

Muirhead & Co. Limited,
Beckenham, Kent (Großbritannien)Muirhead & Co. Limited,
Beckenham, Kent (UK)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27Representative: Dipl.-Ing. H. Görtz, patent attorney,
Frankfurt / M., Schneckenhofstr. 27

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 22. Dezember 1955Claimed priority:
Great Britain 22 December 1955

der augenblicklichen charakteristischen Größe der Schlingerbewegung entspricht, wird an das Steuergetriebe angelegt.corresponds to the momentary characteristic size of the rolling movement, is sent to the control gear created.

Auf Grund der verschiedenen Faktoren, die dauernder oder vorübergehender Art sein können, kann das Schiff Schlagseite haben. Eine schlechte Lagerung der Fracht oder der Vorräte kann die Trimmlage des Schiffes für die Dauer der Reise ändern, oder seine Trimmlage kann sich langsam ändern, beispielsweise wenn Brennstoff verbraucht wird. Andere Faktoren mehr vorübergehender Art, wie z. B. ständiger Wind oder eine fortwährende Betätigung des Ruders, können verursachen, daß das Schiff sich während einer kürzeren oder längeren Zeit nach einer Seite neigt. In jedem dieser Fälle gibt der vertikal bleibende Kreisel ein dauerndes Signal entsprechend der Schlagseite des Schiffes auch beim Fehlen einer Schlingerbewegung ab, und wenn das Schiff schlingert, beruht das Signal sowohl auf Schlingerbewegung als auch auf Schlagseite. Aus diesem Grunde ist die Stabilisierungsvorrichtung bemüht, sowohl eine Stabilisierung gegen Schlingern zu bewirken als auch das Schiff fortwährend in einer aufrechten Stellung zu halten.This can be due to various factors, which can be permanent or temporary Ship list. Poor cargo or inventory storage can affect the trim of the The vessel may change for the duration of the voyage, or its trim position may change slowly, for example when fuel is consumed. Other factors of a more temporary nature, such as B. constant wind or continued operation of the rudder, can cause the ship to move for a shorter period of time or longer time to one side. In each of these cases the top left vertical will input Continuous signal according to the list of the ship even in the absence of a rolling movement and when the ship lurches, the signal is based on both lurching and listing. For this reason, the stabilization device tries to stabilize against both To cause lurching as well as to keep the ship in an upright position at all times.

Der größte Teil der zum Stabilisieren des Schiffes verwendeten Energie wird von der SchiffsmaschineMost of the energy used to stabilize the ship comes from the ship's engine

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ibgeleitet, da die Flossen entsprechend des von ihnen mtwickelten Stabilisierungsdrehmoments einen Wideritand auf das Schiff ausüben; somit wird die Schiffsgeschwindigkeit um ein geringes, bestimmtes Ausmaß iitr^g^^it^'i^glg^rFälleti, wo eine Korrektur der iSeigajag nichte.^^i«a-lich ist, übt die Stabilisierungsrorrichtung einen unnötigen Widerstand auf das Schiff ms bei dem Versuch, das Schiff in seine aufrechte Stellung zu bewegen, und außerdem kann die für die vorgesehene Stabilisierung gegen Rollbewegung verfügbare Menge der Stabilisierungsleistung in einem irheblichen Ausmaß verringert werden.This is because the fins exert a resistance on the ship according to the stabilizing torque developed by them; thus the ship's speed is reduced by a small, certain amount, where a correction of the iSeigajag is not possible in attempting to move the ship to its upright position, and also the amount of stabilization power available for the intended roll stabilization can be reduced to a significant extent.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren, gemäß dem das Schiff — im Gegensatz zu anderen, bekannten Stabilisierungssystemen, die mit Bezug auf die Vertikale stabilisieren — mit Bezug auf die jeweilige Ruhelage der Mittellängsebene des Schiffes, d. h. mit Bezug luf die von der wahren Vertikalen um den veränderlichen Schlagseitenwinkel, der dabei dauernd gemessen svird und der im Sonderfall auch Null sein kann, abweichende Ebene stabilisiert wird, wodurch z. B. die Betätigung der Stabilisierungsflossen eingeschränkt and damit der Schiffswiderstand verringert wird.The invention consists in a method according to which the ship - in contrast to other, known Stabilization systems that stabilize with reference to the vertical - with reference to the respective rest position the median longitudinal plane of the ship, d. H. with reference to that from the true vertical to the mutable Flap angle, which is continuously measured and which in special cases can also be zero, deviating Level is stabilized, whereby z. B. limited the operation of the stabilizing fins and so that the ship's drag is reduced.

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird ein neues Steuergerät in zwei abgewandelten Ausführungsformen vorgeschlagen. Die erste Ausführungform weist bei ;inem Steuergerät mit einem vertikal bleibenden, freien Kreisel, der eine genaue, vertikale Bezugsgröße erzeugt, und mit einem an sich bekannten Drehfeldübertrager, der jedoch mit einer zweiten Wicklung auf seinem Rotor im rechten Winkel zur Erregerwicklung versehen ist, wobei der Rotor mechanisch mit dem Kreisel gekuppelt ist, und der ein erstes Signal von der Bezugsgröße entsprechend dem augenblicklichen Rollwinkel ableitet, erfindungsgemäß eine Sektorplatte luf, außerdem einen Motor, dessen Rotor die Sektorplatte dreht, ferner Steuerkontakte für den Motor, die von der Sektorplatte getragen und entsprechend der Relativbewegung zwischen. Kreisel und Sektorplatte betätigt werden, wobei die Kreiselbewegung mechanisch auf einen Kontaktarm übertragen wird, der mittels des Kontaktes auf den Steuerkontakten spielt, dadurch die Steuerwicklung mit der Wechselstromquelle verbindet, worauf sich der Rotor des Zweiphasenmotors in der einen oder anderen Richtung dreht und wodurch sich die Sektorplatte ebenfalls — infolge hohen Übersetzungsverhältnissen sehr langsam (z.B. I⁰ pro Minute) — in der einen oder anderen Richtung entsprechend der derzeitigen Neigung des Schiffes dreht und gegebenenfalls um die Mittelstellung zwischen den Extremen der Bewegung schwingt, des weiteren eine Induktionsregeleinrichtung, deren Rotor mechanisch mit der Sektorplatte gekuppelt ist, um ein zweites Signal entsprechend der Winkelstellung der Sektorplatte zu erzeugen, wobei die Ausgangsspannung der Induktionsregeleinrichtung an die Querwicklung des an sich bekannten Drehfeldübertragers angelegt wird, um die Achse des magnetischen Feldes des Drehfeldsystems zu drehen, wodurch das Schiff mit Bezug auf die Winkelstellung der Sektorplatte stabilisiert wird.To carry out this method, a new control device is proposed in two modified embodiments. The first embodiment has a control unit with a vertical, free gyroscope that generates an exact, vertical reference variable, and with a rotary field transformer known per se, which, however, is provided with a second winding on its rotor at right angles to the excitation winding, whereby the rotor is mechanically coupled to the gyro, and which derives a first signal from the reference value corresponding to the instantaneous roll angle, according to the invention a sector plate runs, also a motor whose rotor rotates the sector plate, furthermore control contacts for the motor, which are carried by the sector plate and according to the relative movement between. Gyroscope and sector plate are actuated, the gyroscopic movement being transmitted mechanically to a contact arm, which plays by means of the contact on the control contacts, thereby connecting the control winding to the AC power source, whereupon the rotor of the two-phase motor rotates in one direction or the other, causing the Sector plate also - due to high gear ratios very slowly (e.g. I ⁰ per minute) - rotates in one direction or the other according to the current inclination of the ship and, if necessary, swings around the middle position between the extremes of movement, furthermore an induction control device whose rotor mechanically with it the sector plate is coupled to generate a second signal corresponding to the angular position of the sector plate, the output voltage of the induction control device being applied to the transverse winding of the rotary field transmitter, known per se, around the axis of the magnetic field of the rotary field system ms to rotate, which stabilizes the ship with respect to the angular position of the sector plate.

Die zweite Ausführungsform des Steuergerätes nach der Erfindung weist einen Drehfeldübertrager mit einem Stator und einem Rotor zur Erzeugung einer von der Winkelstellung des Rotors abhängigen Spannung auf, wobei der Rotor das Steuerglied darstellt, außerdem einen Motor, dessen Rotor mechanisch mittels eines Reduktionsgetriebes mit der Spindel des Drehfeldübertragers gekuppelt ist, so daß er das Steuerglied dreht, wobei eine Statorwicklung des Motors mit einer Statorwicklung des an sich bekannten Drehfeldübertragers verbunden ist, der eine solche Phase besitzt, daß, wenn sich der Arm in der der Nullstellung des Schiffes entsprechenden Stellung befindet, die Spannung in der mit dem Motor verbundenen Statorwicklung, d. h. zwischen zwei Leitungen, gleich Null ist, des weiteren Belastungausgleichwiderstände, die mit den anderen beiden Wicklungen des Drehfeldstators verbunden sind, d. h. das sie zwischen denThe second embodiment of the control device according to the invention has a rotating field transformer a stator and a rotor for generating a voltage that is dependent on the angular position of the rotor on, wherein the rotor is the control member, also a motor, the rotor of which is mechanical is coupled by means of a reduction gear to the spindle of the rotating field transformer, so that he the Control member rotates, a stator winding of the motor with a stator winding of the known per se Rotating field transformer is connected, which has such a phase that when the arm is in the zero position of the ship is in the appropriate position, the voltage is in the position associated with the engine Stator winding, d. H. between two lines, is equal to zero, furthermore load balancing resistors, which are connected to the other two windings of the rotating field stator, d. H. that they between the

ίο beiden Leitungen und einer dritten Leitung liegen, und wobei ferner die Ausgangsspannung des Drehfeldübertragers, das zweite Signal, so an die zweite Wicklung des Motors an sich bekannten Drehfeldübertragers angelegt wird, daß die Achse des magnetischen Feldes des Drehfeldsystems gedreht wird, wodurch das Schiff mit Bezug auf die Winkelstellung des Steuergliedes stabilisiert wird. Das Steuergerät wirkt also der Schlingerbewegung entgegen, versucht jedoch nicht, das Schiff wieder in die genaue vertikale Stellung zu bewegen.ίο two lines and a third line are, and furthermore the output voltage of the rotating field transformer, the second signal, so to the second winding of the motor known rotating field transformer is applied that the axis of the magnetic field of the rotating field system is rotated, whereby the ship is stabilized with reference to the angular position of the steering member. The control unit works thus counteracting the rolling movement, but does not attempt to return the ship to the exact vertical position Position to move.

Vorteilhafterweise ist zwischen der Statorwicklung des Drehfeldsystems und der Statorwicklung des Motors ein Transformator angeordnet, zweckmäßigerweise können die Statorwicklungen des Drehfeldüberträgers mit den Statorwicklungen eines Drehfeldempfängers verbunden sein, welcher die Steuerung der Stabilisierungsmittel (z. •B. Flossen) betätigt. Auch kann zur Einführung eines zusätzlichen Steuersignals zwischen dem Drehfeldübertrager und dem Drehfeldempfänger ein Drehfeld-Differentialelement angeordnet sein.Advantageously, between the stator winding of the rotating field system and the stator winding of the Motor arranged a transformer, expediently, the stator windings of the rotating field transformer be connected to the stator windings of a rotating field receiver, which controls the Stabilizing means (e .g. Fins) actuated. It is also possible to introduce an additional control signal A rotating field differential element is arranged between the rotating field transmitter and the rotating field receiver be.

Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Darstellungen eines Ausführungsbeispiels sowie aus der folgenden Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt
Fig. 1 die erste Ausführungsform der Erfindung,Further features of the invention can be found in the illustrations of an exemplary embodiment and in the following description. It shows
1 shows the first embodiment of the invention,

Fig. 2 die zweite Ausführungsform der Erfindung.Fig. 2 shows the second embodiment of the invention.

Es versteht sich, daß diese Ausführungsformen lediglich als Beispiele beschrieben sind und daß viele Änderungen betreffend die praktische Ausführungsform der Erfindung möglich sind, indem die gezeigten Elemente durch andere elektrische, elektromagnetische, mechanische oder hydraulische Äquivalente ersetzt werden.It should be understood that these embodiments are described as examples only and that many Changes regarding the practical embodiment of the invention are possible by changing the ones shown Elements replaced with other electrical, electromagnetic, mechanical, or hydraulic equivalents will.

In dem vertikal bleibenden Kreisel 1 der Fig. 1 dreht sich das Rad um die gestrichelt angegebene vertikale Achse 2, und das Gehäuse ist um die Achse 3 drehbar angeordnet, die im rechten Winkel zu der Achse 2 liegt, so daß die Achse 2 in der Lage ist, genau vertikal zu bleiben trotz Rollschwingungen oder einer Schlagseite des Schiffes. Die Bewegung des Kreisels 1 um die Achse 3 relativ zum Schiff wird vom Hebel 4, der Stange 5 und dem Hebel 6 zu dem Drehfeldübertrager 7 übertragen. Die gleiche Kreiselbewegung wird ferner über die Stange 8 zum Kontaktturm 9 übertragen, der bei 10 gelenkig angebracht ist. Eine Sektorplatte 11 ist ebenfalls bei 10 gelenkig angebracht und besitzt zwei Steuerkontakte 12 und 13, die von der Sektorplatte sowie voneinander isoliert sind. Der Kontaktarm 9 ist mit einer Wechselstromquelle verbunden, deren anderer Pol über den Kondensator 14 mit der Mitte der Wicklung 15 eines bekannten Zweiphaseninduktionsmotors 17 verbunden ist, der Wicklungen 15 (bei diesem Beispiel in der Mitte angezapft) und 16 sowie einen Rotor 17 a besitzt. Die Wicklung 16 ist mit der gleichen Wechselstromquelle wie der Arm 9 verbunden. Wenn angenommen wird, daß die Trimmlage des Schiffes genau vertikal ist und dieses nicht rollt, dann liegt der Hebel 4 vertikal, und der Arm 9 ist ebenfalls vertikal.In the vertical gyro 1 of Fig. 1, the wheel rotates about the vertical axis 2 indicated by dashed lines, and the housing is rotatably arranged about the axis 3, which is at right angles to the axis 2, so that the axis 2 in the It is able to remain exactly vertical in spite of rolling vibrations or a list of the ship. The movement of the gyro 1 about the axis 3 relative to the ship is transmitted from the lever 4, the rod 5 and the lever 6 to the rotating field transmitter 7. The same gyroscopic movement is also transmitted via the rod 8 to the contact tower 9, which is articulated at 10. A sector plate 11 is also articulated at 10 and has two control contacts 12 and 13 which are isolated from the sector plate and from each other. The contact arm 9 is connected to an alternating current source, the other pole of which is connected via the capacitor 14 to the center of the winding 15 of a known two-phase induction motor 17, which has windings 15 (in this example tapped in the middle) and 16 and a rotor 17 a. The winding 16 is connected to the same AC power source as the arm 9. If it is assumed that the trim position of the ship is exactly vertical and that it is not rolling, then the lever 4 is vertical and the arm 9 is also vertical.

Wenn nun das Schiff rollt, bleibt der Kreisel 1 inWhen the ship rolls, the gyro 1 stays in

seiner aufrechten Stellung und der Hebel 4 beginnt mit Bezug auf den Schiffskörper zu schwingen, und seine Schwingung wird über die Stange 5 und den Hebel 6 zum Rotor des Drehfeldübertragers 7 übertragen. its upright position and the lever 4 begins to oscillate with respect to the hull, and its oscillation is transmitted to the rotor of the rotary field transmitter 7 via the rod 5 and the lever 6.

EinDrehfeldsystem ist eine bekannte Ubertragungseinheit mit normalerweise einer einzigen Wicklung auf seinem Rotor, die im Falle eines Übertragers mit einer Wechselstromquelle verbunden ist. Der Stator besitzt drei im gleichen Abstand zueinander angeordnete Wicklungen ähnlich denjenigen eines Dreiphaseninduktionsmotors. Das von dem Rotor errichtete magnetische Wechselfeld induziert in den drei Statorwicklungen Spannungen, die entsprechend der Winkelstellung des Rotors voneinander verschieden sind. Somit treten drei Spannungen zwischen den Statorausgangsleitungen 19 auf und können durch ein ähnliches Drehfeldsystem, wie es im Empfanger verwendet wird, in Form eines elektrischen Signals oder einer mechanischen Winkelstellung entsprechend der Winkelstellung des Rotors des Drehfeldübertragers 7 wiedergegeben werden. Auf diese Weise können die Schwingungen des Hebels 4 über drei mit den Ausgangsleitungen 19 verbundene Leitungen zu einer entfernten Stelle übertragen werden.A rotating field system is a known transmission unit with normally a single winding on its rotor which, in the case of a transformer, is connected to an alternating current source. The stator has three equidistant windings similar to those of a three-phase induction motor. The alternating magnetic field established by the rotor induces voltages in the three stator windings which differ from one another according to the angular position of the rotor. Thus three voltages occur between the stator output lines 19 and can be reproduced by a rotating field system similar to that used in the receiver in the form of an electrical signal or a mechanical angular position corresponding to the angular position of the rotor of the rotating field transmitter 7 . In this way, the vibrations of the lever 4 can be transmitted to a remote location via three lines connected to the output lines 19.

Falls erwünscht, kann ein weiteres Steuersignal entsprechend der Rollwinkelgeschwindigkeit, der Rollwinkelbeschleunigung oder anderen Funktionen der Rollbewegung über die Stange 37 und den Arm 38 an einen Differential-Drehfeldübertrager 39 angelegt werden und ein kombiniertes Steuersignal könnte von der mit dem Arm 35 eines Empfängerdrehfeldsystems 36 verbundenen Stange 34 abgeleitet werden. Die Bewegung der Stange 34 könnte zur Betätigung des Flossenantriebes verwendet werden.If desired, a further control signal corresponding to the roll angular velocity, the roll angular acceleration or other functions of the roll movement can be applied via the rod 37 and the arm 38 to a differential rotating field transmitter 39 and a combined control signal could come from the rod connected to the arm 35 of a receiver rotating field system 36 34 can be derived. The movement of the rod 34 could be used to operate the fin drive.

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung besitzt das Drehfeldsystem 7 eine rechtwinklig zu der normalen Erregerwicklung angeordnete zweite Rotorwicklung, die an den Anschlüssen 22 (von denen einer im allgemeinen mit der Erregerwicklung gemeinsam ist) herausführt, welche später beschrieben werden.For the purposes of the present invention, the rotating field system 7 has a second rotor winding arranged at right angles to the normal field winding, which leads out at the connections 22 (one of which is generally common with the field winding), which will be described later.

Die Bewegung des Hebels 4 wird ferner über die Stange 8 zum Kontaktarm 9 übertragen, was bewirkt, daß der am Arm 9 angebrachte Kontakt 18 die Steuerwicklung 15 mit der Wechselstromquelle in der einen Richtung oder der anderen verbindet, je nachdem, ob der Sektor 12 oder der Sektor 13 eingeschaltet ist. Auf diese Weise dreht sich der Rotor 17 a des Zweiphasenmotors in der einen Richtung, wenn der Sektor 12 eingeschaltet ist, und in der entgegengesetzten Richtung, wenn der Sektor 13 eingeschaltet ist. Der Rotor 17 a dreht eine Sektorplatte 11 um ein Zahnrad mit hohem Übersetzungsverhältnis, so daß sich die SektorplatteThe movement of the lever 4 is further transmitted via the rod 8 to the contact arm 9, causing the attached to the arm 9 contact 18 the control winding in the connecting 15 with the AC power source in one direction or the other, depending on whether the sector 12 or the sector 13 is switched on. In this way, the rotor 17 a of the two-phase motor rotates in one direction when the sector 12 is switched on, and in the opposite direction when the sector 13 is switched on. The rotor 17 a rotates a sector plate 11 to a gear with a high gear ratio, so that the sector plate

11 mit einer Geschwindigkeit von z. B. I⁰ pro Minute dreht. Die Drehung der Sektorplatte 11 wird an den Rotor der Induktionsregeleinrichtung 20 mit Hilfe von Zähnen auf der Sektorplatte 11 und einem an dem Rotor der Induktionsregeleinrichtung 20 angebrachten Zahnrad 21 übertragen. 11 at a speed of e.g. B. I ⁰ rotates per minute. The rotation of the sector plate 11 is transmitted to the rotor of the induction control device 20 with the aid of teeth on the sector plate 11 and a gear 21 attached to the rotor of the induction control device 20 .

Die Induktionsregeleinrichtung 20 wird von der Wechselstromquelle erregt und ihr Ausgang an den Klemmen 23 wird mit der Querwicklung des Rotors des Drehfeldsystems 7 an den Klemmen 22 verbunden.The induction control device 20 is excited by the alternating current source and its output at the terminals 23 is connected to the transverse winding of the rotor of the rotating field system 7 at the terminals 22 .

Die Drehung des Rotors 17 a findet so statt, daß, wenn der Kontakt 18 mit dem Sektor 12 verbunden ist, die Sektorplatte so gedreht wird, daß der SektorThe rotation of the rotor 17 a takes place so that when the contact 18 is connected to the sector 12 , the sector plate is rotated so that the sector

12 aus der Mittellage herausbewegt wird, und die Drehung der Sektorplatte 11 in der entgegengesetzten Richtung bewirkt wird, wenn der Sektor 13 angeschlossen ist. Wenn das Schiff genau ins Gleichgewicht gebracht ist und keine anderen Faktoren eine zeitweilige Schlagseite verursachen, dann sind die Auswanderungen des Hebels 4 nach jeder Seite der Achse 2 entsprechend der Rollbewegung ungefähr gleich, so daß die Sektorplatte 11 um die Mittellage schwingt, jedoch wegen des Zahnrades mit dem hohen Übersetzungsverhältnis sind ihre Schwingungen außerordentlich gering, und die Ausgangsspannung der Induktionsregeleinrichtung 20 ist vernachlässigbar klein. 12 is moved out of the central position, and the rotation of the sector plate 11 is effected in the opposite direction when the sector 13 is connected. If the ship is exactly in equilibrium and no other factors cause a temporary list, then the migrations of the lever 4 to each side of the axis 2 according to the rolling movement are approximately the same, so that the sector plate 11 swings about the central position, but because of the gear with the high transmission ratio, their vibrations are extremely small, and the output voltage of the induction control device 20 is negligibly small.

Wenn das Schiff aus irgendeinem Grund eine Schlagseite hat, dann ist die Auswanderung des Hebels 4 nach einer Seite der genauen vertikalen Achse 2 größer als nach der anderen Seite, und der Rotor 17 a läuft eine längere Zeit in der einen Richtung als in der anderen Richtung, so daß bei einer Anzahl von Rollbewegungen die Sektorplatte 11 allmählich nach der einen oder der anderen Seite ihrer normalen Mittellage verschoben wird. Gegebenenfalls erreicht sie eine Stellung entsprechend dem Schlagseitenwinkel, und die von der Induktionsregeleinrichtung 20 abgegebene Spannung ist ebenfalls entsprechend. Diese Spannung wird an die Leitungen 22 der Querwicklungen des Drehfeldsystems 7 angelegt, so daß die Achse des von der Erregerwicklung des Drehfeldsystems 7 erzeugten Feldes ebenfalls verschoben wird infolge einer Kombination des von der Querwicklung erzeugten Feldes mit demjenigen der Erregerwicklung. Dieser Winkel entspricht ebenfalls dem Schlagseitenwinkel. Obgleich der Hebel 6 von dem Hebel 4 nach der einen Seite von seiner normalen Mittellage aus stärker als nach der anderen Seite bewegt wird, entspricht die Änderung in der Achse seines Rotorfeldes somit der Differenz, so daß das Ausgangssignal der Leitungen 19 genau das gleiche ist, als wenn das Schiff keine Schlagseite hat. Demgemäß dient das Steuergetriebe der Stabilisierung des Schiffes entsprechend dem Schlagseitenwinkel und nicht entsprechend der genauen Vertikalen.If the ship has a list for any reason, then the migration of the lever 4 to one side of the exact vertical axis 2 is greater than to the other side, and the rotor 17 a runs a longer time in one direction than in the other direction so that with a number of rolling movements the sector plate 11 is gradually shifted to one side or the other of its normal central position. If necessary, it reaches a position corresponding to the stroke side angle, and the voltage output by the induction control device 20 is also corresponding. This voltage is applied to the lines 22 of the transverse windings of the rotating field system 7 , so that the axis of the field generated by the excitation winding of the rotating field system 7 is also shifted as a result of a combination of the field generated by the transverse winding with that of the excitation winding. This angle also corresponds to the flap side angle. Although the lever 6 is moved by the lever 4 to one side from its normal central position more strongly than to the other side, the change in the axis of its rotor field thus corresponds to the difference, so that the output signal of the lines 19 is exactly the same, as if the ship is not listed. Accordingly, the steering gear is used to stabilize the ship in accordance with the flapping angle and not in accordance with the exact vertical.

Wenn sich der Neigungswinkel ändert, dann wird die Sektorplatte 11 für eine gewisse Zeit in eine neue Mittellage entsprechend dem neuen Schlagseitenwinkel bewegt.If the angle of inclination changes, then the sector plate 11 is moved for a certain time into a new central position corresponding to the new face angle.

Es versteht sich, daß die gezeigten drei Wechselstromquellen die gleiche oder verschiedene Spannungen besitzen können, um den Anforderungen der mit ihnen verbundenen Elemente zu entsprechen, doch müssen sie im wesentlichen in Phase zueinander liegen.It will be understood that the three AC power sources shown have the same or different voltages may, but must, have to meet the requirements of the elements connected to them they are essentially in phase with one another.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, welche die gleiche Wirkung hervorruft, jedoch keine Kontakte zur Betätigung des Motors benötigt. Gleiche Teile besitzen gleiche Bezugsziffern.Fig. 2 shows a modified embodiment of the invention, which produces the same effect, however, no contacts are required to operate the motor. The same parts have the same reference numbers.

Der Kreisel 1 ist wie zuvor beschrieben angeordnet und der Hebel 4 ist mit dem Rotor des Drehfeldübertragers 7 über die Stange 5 und den Arm 6 gekuppelt. Wie ebenfalls zuvor beschrieben, treten drei Einphasenspannungen an den Ausgangsleitungen 19 auf. Für die Zwecke der vorliegenden Ausführungsform sind die mechanischen Anordnungen so getroffen, daß, wenn sich der Arm 6 in der der Nullstellung des Schiffes (d. h. das Schiff liegt aufrecht, und es treten keine Rollbewegungen oder Neigungen auf) entsprechenden Stellung befindet, dann ist die Spannung zwischen den Leitungen 19¹ und 19² Null. Diese beiden Leitungen sind mit der Primärwicklung 24 des Transformators 25 verbunden, und zwei gleiche Widerstände 26 und 27 sind zwischen den Leitungen 19¹ bzw. 19² und der dritten Leitung 19³ vorgesehen. Der Zweck der Widerstände ist die Schaffung eines ungefähren Belastungsausgleichs auf den drei Dreifeldstatorwicklungen. Die Sekundärwicklung 28 des Transformators 25 ist mit der Wicklung 16 des Zweiphasenmotors 17 The gyro 1 is arranged as described above and the lever 4 is coupled to the rotor of the rotating field transmitter 7 via the rod 5 and the arm 6. As also described above, three single-phase voltages occur on the output lines 19 . For the purposes of the present embodiment, the mechanical arrangements are such that when the arm 6 is in the position corresponding to the zero position of the ship (ie the ship is upright and there is no rolling or tilting) then the tension is on between lines 19 ¹ and 19 ² zero. These two lines are connected to the primary winding 24 of the transformer 25 , and two identical resistors 26 and 27 are provided between the lines 19 ¹ and 19 ^2, respectively, and the third line 19 ³ . The purpose of the resistors is to provide approximate load balance on the three three field stator windings. The secondary winding 28 of the transformer 25 is connected to the winding 16 of the two-phase motor 17

Claims

tied together. The transformer 25 is not essential, but it can be used to adapt the rotating field system to the winding 16 of the motor. In this embodiment, the second stator winding 29 of the motor does not need to be tapped in the middle and is connected to the alternating current source via the capacitor 30. The rotor 17a of the two-phase motor 17 is connected via a reduction gear to the spindle of a rotating field transformer 32, the rotor of which is excited by the alternating current source. The rotor of the rotating field system 32 forms the control element in this embodiment of the invention. Only one stator winding is used by this rotating field system, and its terminals 33 are connected to terminals 22 of the ig rotating field system 7. Instead of the rotating field system 32, an induction control device or other device can be used which generates an alternating voltage that changes with the angular position of its rotor. ao In operation, rolling movements cause the arm 6 to swing, and the voltages between the lines 19 are changed. When the arm moves from the central position in one direction, an alternating voltage occurs in the winding 24 of the transformer 25 and a corresponding voltage in the winding 16 of the motor 17, which runs in one direction. When the arm 6 moves in the other direction, the voltage in the winding 16 is out of phase and therefore the motor 17 rotates in the opposite direction. The mechanical arrangements are such that, when the arm 6 is in the zero position, the winding on the rotor of the rotating field system is at right angles to the stator winding, so that no voltage occurs at the terminals 22 of the rotating field system 7. When the rotor 17a runs in opposite directions for the same time periods in accordance with the rolling signals of the gyro 1, the rotor of the rotating field system 32 only oscillates through a small angle and no noticeable voltage is applied to the terminals 22. If the ship is listed, the rotor of the rotating field system 32 is gradually shifted to one side or the other of the zero position in accordance with the direction of the stroke side; therefore, a voltage occurs in the stator winding of the rotating field system 32 and is applied to the terminals 22 so that the axis of the field generated by the excitation winding of the rotating field system 7 is shifted by a factor combination with the field excited by the transverse winding. The effect is exactly the same as in the previously described embodiment, and the signal transmitted over the lines 19 is converted in exactly the same way; therefore the voltage between lines 191 and 192 is now zero when the ship is midway between the extremes of roll and the motor 17 is operated accordingly. Patent claims:

1. Method for stabilizing ships, in particular for damping rolling vibrations, characterized in that the ship - in contrast to other, known stabilization systems, which stabilize with respect to the vertical - · with respect to the respective rest position of the Median longitudinal plane of the ship, d. H. with respect to that from the true vertical to the mutable The flip side angle, which is measured continuously and which in special cases can also be zero can, different level is stabilized, whereby z. B. the operation of the stabilizing fins is limited and thus the ship's resistance is decreased.

2. Control device for carrying out the method according to claim 1 with a vertical, free gyro, which generates an exact, vertical reference variable, and with a rotating field transformer known per se, which, however, is provided with a second winding on its rotor at right angles to the excitation winding , the rotor being mechanically coupled to the gyroscope, and which derives a first signal from the reference value corresponding to the instantaneous roll angle, characterized by a rotatable sector plate (11) and by a motor, the rotor (17a) of which rotates the sector plate, furthermore by control contacts (12, 13) for the motor, which are carried by the sector plate and actuated in accordance with the relative movement between the top and the sector plate, the top movement being transmitted mechanically (3, 4, 8) to a contact arm (9) which, by means of the contact ( 18) plays on the control contacts (12, 13), thereby connecting the control winding (15) to the alternating current source, whereupon the rotor (17 a) of the two-phase motor rotates in one direction or the other and the sector plate also rotates very slowly (e.g. due to high gear ratios). B. 1 ° per minute) - rotates in one direction or the other according to the current inclination of the ship and, if necessary, swings around the middle position between the extremes of movement, further by an induction control device (20) whose rotor mechanically (21) with the Sector plate (11) is coupled in order to generate a second signal corresponding to the angular position of the sector plate, the output voltage of the induction control device (23) being applied to the transverse winding (22) of the rotating field transmitter (7), around the axis of the magnetic field of the rotating field system ( 7), which stabilizes the ship with respect to the angular position of the sector plate.

3. Control device for performing the method according to claim 1 with a vertical remaining, free gyro that generates an exact, vertical reference variable with a known one Rotary field transformer, which, however, has a second winding on its rotor at right angles to the Excitation winding is provided, the rotor being mechanically coupled to the gyro, and the derives a first signal from the reference quantity corresponding to the current roll angle, characterized by a rotating field transformer (32) with a stator and a rotor for Generation of a voltage dependent on the angular position of the rotor, whereby the rotor represents the control member, also by a motor (17), the rotor (17 a) mechanically by means of a reduction gear is coupled to the spindle of the rotating field transformer (32) so that it the control member rotates, a stator winding of the motor with a stator winding of the rotating field transformer (7) is connected and the rotating field transformer (7) has such a phase that, if the arm (6) is in the position corresponding to the zero position of the ship, the Voltage in the associated with the motor