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Schiffsruderanlage mit zwei Rudern Es ist bekannt, bei einem mit zwei
Rudern versehenen Schiff die Ruderblätter nicht parallel, sondern in einem konstanten
Winkel gegeneinander gespreizt einzustellen, um vor allem bei größerer Fahrt die
Lage des Schiffes zu stabilisieren. Den Nachteil, daß das Schiff dadurch etwas an
Steuerfähigkeit verliert, nimmt man dabei in Kauf.
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Zur Erzielung einer Ruderspreizung sind mechanisch arbeitende Vorrichtungen
geschaffen worden, bei denen der Spreizwinkel handbetätigt durch eine Gewindeverstellung
verändert werden konnte. Auch sind mechanisch arbeitende Ruderspreizungen bekannt,
die mit größer werdendem Ruderausschlag eine wachsende Spreizung bewirken. Dies
wirkt sich aber auf das Steuerverhalten des Schiffes besonders nachteilig aus. Außerdem
sind alle bisher bekannten Ruderspreizungen nichtwährend der Fahrt nach einer beliebigen
Voreinstellung selbsttätig veränderbar.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schiffsraderanlage zu schaffen,
deren Ruderspreizung ihr Maximum in der Mittellage der Ruder hat, mit zunehmendem
Ruderausschlag abnimmt und in der Nähe der Hartlage der Ruder Null oder angenähert
Null ist.
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Dies wird erfindungsgemäß bei einer Schiffsraderanlage mit zwei jeweils
durch einen eigenen Stellmotor und eine eigene Fernsteuerung verstellbaren Rudern,
die mit einer zusätzlichen Einrichtung zum Einstellen einer Ruderspreizung versehen
sind, dadurch erreicht, daß diese zusätzliche Einrichtung von einer an sich bekannten,
aus Geber und Empfänger bestehenden elektrischen Steuereinrichtung gebildet wird,
wobei der Geber eine vom Ruderwinkel abhängige, in Richtung und Betrag veränderliche
elektrische Steuergröße erzeugt, die der Empfänger aufnimmt, in zwei gleich große,
aber in ihrer Richtung einander entgegengesetzte elektrische Steuergrößen umformt,
sie verstärkt und dann die eine dieser elektrischen Steuergrößen an die eine der
beiden Rudersteueranlagen und die zweite, in ihrer Richtung entgegengesetzte elektrische
Steuergröße an die andere Rudersteueranlage als zu dem eigentlichen elektrischen
Steuerimpuls zusätzliche Größen weitergibt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß als
Geber ein Drehgeber, insbesondere ein Drehtransformator, angeordnet ist und eine
von der Größe und der Richtung des Ruderwinkels abhängige Steuerspannung erzeugt,
die ein ebenfalls elektrischer, kontaktlos arbeitender Empfänger in der Art umformt,
daß auf die Steuerung des einen Ruders zusätzlich zur eigentlichen Steuerspannung
eine Fremdgleichspannung und auf die Steuerung des anderen Ruders eine Fremdgleichspannung
gleichen Betrages, aber umgekehrter Polarität oder die negative Halbwelle einer
Fremdwechselspannung gegeben wird.
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Um wahlweise eine positive oder eine negative Ruderspreizung zu erzielen,
wird ein Wahlschalter angeordnet, der durch Umpolung der von der zusätzlichen Steuereinrichtung
erzeugten Steuergröße die Einstellung der gewünschten Spreizung ermöglicht.
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Vorteilhaft wird der Geber der zusätzlichen Steuereinrichtung mit
der für beide Ruder gemeinsamen Betätigungseinrichtung gekuppelt. Nach einem weiteren
Erfindungsgedanken wird das Maximum des Spreizwinkels in der Mittellage der Ruder
beliebig eingestellt, beispielsweise mittels einer Tandem-Potentiometeranordnung.
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Der Vorteil der Erfindung besteht also darin, daß durch die selbsttätige
Verringerung des Spreizwinkels mit zunehmendem Ruderausschlag die störenden Einflüsse
der Spreizung auf die Steuerfähigkeit des Schiffes in starkem Maße herabgesetzt
werden, daß andererseits aber die Spreizung bei Geradeausfahrt erhalten bleibt und
das Schiff in seiner Lage stabilisiert, wobei außerdem der Spreizwinkel beliebig
einstellbar ist und sowohl eine positive Spreizung, d. h. Stellung der Ruderblätter
nach außen, als auch eine negative Spreizung, d. h. Stellung der Ruderblätter
nach innen, gewählt werden kann.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig.
1 ein Blockschaltbild und Fig. 2 die Schaltung der erfindungsgemäßen zusätzlichen,
aus Geber und Empfänger bestehenden Einrichtung wiedergibt.
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Nach Fig. 1 ist mit einer Betätigungsvorrichtung, in diesem
Beispiel mit einem Steuerrad 10 und mit zwei auf der Brücke befindlichen,
der eigentlichen Steuerung
dienenden Rudereinstellern
11, ein zusätzlicher Geber 12 gekoppelt. Dieser Geber 12 erzeugt eine vom
Ruderwinkel abhängige, in Richtung und Betrag veränderliche Steuergröße und gibt
sie an einen Empfänger13 weiter. Der Empfänger13 formt die Steuergröße in zwei dem
Betrage nach gleiche, aber in ihrer Richtung einander entgegengesetzte Steuergrößen
um, verstärkt sie und gibt eine dieser Steuergrößen an die eine der beiden Rudersteueranlagen
und die zweite, gleich große und in ihrer Richtung entgegengesetzte Steuergröße
an die andere Rudersteueranlage als zu den von den Rudereinstellern 11
erzeugte
eigentliche Steuergröße zusätzliche, Größen weiter. In Summiergliedem14 wird für
jeden Antrieb die von einem der Rudereinsteller 11 kommende Steuergröße jeweils
mit einer entsprechenden, von dem Empfänger 13 erzeugten zusätzlichen Steuergröße
zu je einer resultierenden Steuergröße vereinigt. Diese resultierenden Steuergrößen
werden nunmehr in bekannter Weise jeweils über einen Steuerverstärker
15 einem Leistungsverstärker 16 zugeführt, der den Stellmotor
17 steuert, außerdem ist je eine Rückführung 18 vorgesehen.
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Bei einer nach diesem Prinzip durchgeführten Ruderspreizung liegt
das Mittel der gewünschten Ruderstellung immer auf der Winkelhalbierenden des momentan
vorhandenen Spreizungswinkels, da die den eigentlichen Steuergrößen hinzuaddierten
Werte jeweils von gleichem Betrage und mit entgegengesetzten Vorzeichen versehen
sind.
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Die gesamte Steuerung kann hierbei elektrisch, hydraulisch oder auch
elektrohydraulisch sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist als eigentliche Rudersteuerung
eine elektrische, mit einem kontaktlosen Drehfeldsystem arbeitende Steuerung (Selsyn-Steuerung)
verwendet, die in ihrer Art bereits bekannt ist und die deshalb an dieser Stelle
nicht weiter beschrieben wird. Die obengenannte zusätzliche Steuereinrichtung gemäß
der Erfindung zur selbsttätigen Veränderung der Ruderspreizung arbeitet ebenfalls
kontaktlos mit Hilfe von Magnetverstärkern.
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Der nach Fig. 1 mit den beiden Rudereinstellem 11
gekoppelte
Geber 12 ist nach Fig. 2 als ein Drehfeldgeber 19 bekannter Art dargestellt,
dessen Primärwicklung 20 von einem Netztransformator 22 gespeist und in dessen im
Dreieck geschalteten Sekundärwickhing 21 eine in ihrer Richtung und ihrem Betrag
von der Stellung des Drehfeldgebers 19 abhängige Wechselspannung induziert
wird. Diese Wechselspannung gelangt über eine Widerstandsanordnung 23 in
eine aus zwei Gleichrichterbrücken bestehende Phasenvergleichschaltung 24, wo sie
gleichgerichtet wird. Von dort aus gelangt die Steuerspannung über zwei Stromkreise
zu einem magnetischen Doppelverstärker 25, der über die Wicklungen 26 und
27 gesteuert wird. Zur Symmetrierung dieser Stromkreise ist ein Potentiometer
38 angeordnet.
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Außerdem sind bei dem magnetischen Doppelverstärker 25 zwei
Wicklungen 28 vorgesehen, die mit einer über einen Gleichrichter
30 gewonnenen Gleichspannung gespeist werden und zur Sperrung des magnetischen
Doppelverstärkers 25 dienen, wenn keine Steuerspannung eine Aussteuerung
veranlaßt. Dieser Stromkreis wird durch Drosseln 32 bedämpft und durch Potentiometer
31 reguliert.
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Die Arbeitswicklungen 29 des magnetischen Doppelverstärkers
25 geben über Gleichrichter 33
und Drosseln 34 zwei Steuerspannungen,
die dem Betrage nach gleich sind, jedoch entgegengesetzte Vorzeichen haben, auf
eine Tandem-Potentiometeranordnung 35, die aus zwei mechanisch gekoppelten
veränderlichen Widerständen besteht, so daß nur ein einziger Betätigungsknopf erforderlich
ist, und die dazu dient, die maximale Ruderspreizung einzustellen. Die beiden von
der Tandem-Potentiometeranordnung abgegriffenen Steuerspannungen werden auf einen
Wahlschalter 36 gegeben, der neben der Abschaltung der gesamten Spreizautomatik
wahlweise eine positive oder negative Rude-rspreizung durch Umpolung der beiden
Steuerspannungen bewirkt. über Klemmenpaare 37 werden die beiden Ausgangsspannungen
der in bereits bekannter Weise arbeitenden eigentlichen Rudersteuerang zugeführt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel können die meisten Bauelemente der
hier beschriebenen zusätzlichen Steuereinrichtung, wie z. B. der Drehfeldgeber
19, der Netztransforrnator 22, die Gleichrichterbrücken der Phasenvergleichsschaltung
24 und die Luftspaltdrosseln 32 und 34, die gleiche Ausführung haben wie
die Bauelemente, die in der für dieses Ausführungsbeispiel gewählten eigentlichen,
hier nicht beschriebenen Rudersteuerung Anwendung finden und mit diesen sogar ausgetauscht
werden. Der Drehfeldgeber 19
kann auch durch einen einphasigen Drehtransformator
ersetzt werden, wobei sich dann die Widerstandsanordnung 23 erübrigt.