DE1144612B

DE1144612B - Anti-roll stabilization system for ships

Info

Publication number: DE1144612B
Application number: DES49146A
Authority: DE
Inventors: Frederick D Braddon; Lennox Frederick Beach; Joseph Howard Chadwick
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1955-06-20
Filing date: 1956-06-20
Publication date: 1963-02-28

Description

Schlingerdämpfende Stabilisierungsanlage für Schiffe Die Erfindung bezieht sich auf eine schlingerdämpfende Stabilisierungsanlage für Schiffe mit wenigstens einer im Betrieb unterhalb der Wasserlinie aus dem Schiff vorstehenden, um ihre Achse schwenkbaren Flosse. Bei solchen Anlagen ist meist auf jeder Seite des Schiffsrumpfes eine etwa waagerecht vorstehende Flosse vorgesehen, wobei diese, Flossen selbsttätig und voneinander unabhängig um ihTe Längs-achsen geschwenkt werden, und zwar in Abhängigkeit von Steueiimpulsen, die von auf die Schlingerbewegung des Schiffes ansprechenden Gerät-en einem Schwenkantrieb zugeführt werden. Durch diese Schwenkbewegung wirken die Flossen den die Schlingerbewegung des Schiffes herbeiführenden Störmomenten der Wellen entgegen. Bei ruhiger See oder bei Einfahrt in den Hafen können die Flossen in den Schiffs-rumpf zurückgeklappt werden.Anti-roll stabilization system for ships The invention refers to a anti-roll stabilization system for ships with at least one protruding from the ship below the waterline during operation in order to protect her Axis pivoting fin. In such systems is usually on each side of the ship's hull an approximately horizontally protruding fin is provided, these fins automatically and be pivoted around their longitudinal axes independently of each other, in dependence of steering impulses that respond to the rolling movement of the ship Devices are fed to a swivel drive. Act through this pivoting movement the fins the disturbing moments causing the rolling motion of the ship towards the waves. When the sea is calm or when entering the harbor, the fins can be folded back into the ship's hull.

Die bekannten Stabilisierungsanlagen dieser Art arbeiten in der Weise, daß der jeweilige Schwenkwinkel der Flossen in Form eines zurückgeführten Impulses mit dem Steuerimpuls verglichen wird, so daß der Schwenkwinkel der Flossen etwa proportional zu dem jeweiligen Steuerimpuls geregelt wird. Dieses Steuerverfahren ist jedoch in verschiedener Hinsicht unbefriedigend. Das von einer Flosse auf das Schiff ausgeübte Moment ist nämlich tatsächlich nicht nur von dem Schwenkwinkel der Flosse, sendem auch von der jeweiligen Schiffsgeschwindigkeit abhängig, nämlich etwa proportional zu dem Quadrat dieser Geschwindigkeit. Ferner ist zu berücksichtigen, daß die an einer Flosse angreifende Querkraft sich keineswegs linear mit dem Anstellwinkel der Flosse ändert. Schließlich kommt hinzu, daß der tatsächliche Anstellwinkel der Flosse gegenüber der örtlichen Richtung der Wasserströmung nicht unerheblich von dem Schwenkwinkel der Flosse, der von einer fest-en Nullstellung aus gerechnet wird, abweichen kann. Dies tritt gerade bei schwerem Seegang ein, also unter Verhältnissen, bei welchen die höchstmögliche Stabilisierungswirkung am meisten erwünscht ist. Die sogenannten »falschen Anstellwinkel« können 15 bis 20' betragen unddaher bei den in der bekannten Weise arbeitenden Stabilisierungsanlagen zu Fehleinstellungen der Flossen füh- ren, die nicht nur die Wirksamkeit der Stabilisierungsanlage in Frage stellen, sondern auch ihre Betriebssicherheit gefährden können.The known stabilization systems of this type work in such a way that the respective swivel angle of the fins is compared in the form of a returned pulse with the control pulse, so that the swivel angle of the fins is regulated approximately proportionally to the respective control pulse. However, this control method is unsatisfactory in several respects. The moment exerted by a fin on the ship is actually not only dependent on the pivoting angle of the fin, but also on the respective ship speed, namely approximately proportional to the square of this speed. It must also be taken into account that the transverse force acting on a fin does not change linearly with the angle of attack of the fin. Finally, there is also the fact that the actual angle of attack of the fin relative to the local direction of the water flow can deviate not insignificantly from the pivoting angle of the fin, which is calculated from a fixed zero position. This occurs especially in heavy seas, i.e. under conditions in which the highest possible stabilizing effect is most desirable. The so-called "wrong angle" may 15 to 20 'be andTherefore among the working in the manner known stabilization systems to incorrect settings of the fins leadership reindeer, which provide not only the effectiveness of the stabilization facility in question, but can also endanger operational safety.

Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die von der Flosse betätigte Einrichtung, welche an die Steuereinrichtung einen den Schwenkwinkel der Flosse bestimmenden Impuls zurückführt, aus einer an dem Flossenschaft oder an dessen Lagerung im Schiff angeordneten Gebereinrichtung besteht, die die von der Flosse auf den Flossenschaft ausgeübte Querkraft oder das daraus entstehende Biegemoment des Flossenschaftes angibt und die Größe des zurückzuführenden Impulses be- stimmt. Damit wird erreicht, daß das von der Flosse auf das Schiff ausgeübte Moment jeweils dem von den Meßgeräten gelieferten Steuerimpuls entspricht, und zwar unabhängig von der jeweiligen Schiffsgeschwindigkeit und der örtlichen Strömungsrichtung des Wassers, womit auch die Einstellung eines unrichtigen Anstellwinkels der Flosse verhindert wird.According to the invention, these disadvantages are avoided in that the device actuated by the fin, which feeds back an impulse which determines the pivoting angle of the fin to the control device, consists of a transmitter device arranged on the fin shaft or on its bearing in the ship indicates the transverse force exerted on the fin shaft or the resulting bending moment of the fin shaft and determines the magnitude of the impulse to be returned . This ensures that the moment exerted by the fin on the ship corresponds to the control impulse supplied by the measuring devices, regardless of the respective ship speed and the local flow direction of the water, which also prevents the setting of an incorrect angle of attack of the fin.

Zur Messung des Biegemomentes des Flossenschaftes sieht die Erfindung eine Gebereinrichtung mit einem Meßbalken vor, der an einem Ende an der Verbindungsstelle des Flossenschaftes und der die Flosse betätigenden schiffsseitigen Welle angebracht und an -dessen freiem Ende ein in der hohlen Betätigungswelle eingesetzter Durchbiegungsfühler vorgesehen ist.The invention provides for measuring the bending moment of the fin shaft a transmitter device with a measuring beam, which is at one end at the junction of the fin shaft and the fin-actuating shaft attached to the ship and at its free end a deflection sensor inserted in the hollow actuating shaft is provided.

Dir, Gebereinnchtung kann jedoch auch in anderer Weise so ausgebildet sein, daß die Lagerung des Flossenschaftes außer einem festen Lager einen Stützring aufweist, der an den Schiffskörper mit Hilfe von in Schiffslängsrichtung verlaufenden federnden Stegen befestigt ist und' einen Wellenstaniniel stützt, der mit dem Lagergehäuse für den Flossenschaft verbunden ist, wobei zwischen dem Stützring und dem ScWffskörper wenigstens dilie Gebereinrichtung angeordnet ist, die, auf die Kippbewegüng deg Welldn,stub-Wols ängpriollt Zweckmäßig sind, sowohl der Steuerimpuls als auch der Xückfdlhrüngs-impuls elektrische Impulse, deren resulbeiencl#m Impuls durch eine Einrichtung in eineli mechanischen Befählsimpuls umgeformt wird.Dir, Gebereinnchtung can, however, also be designed in this way in other ways be that the storage of the fin shaft apart from a fixed bearing a support ring has, which is attached to the hull with the help of extending in the longitudinal direction of the ship is attached to resilient webs and 'a wave staniniel supports which is connected to the bearing housing for the fin shaft, with between the The support ring and the control body are at least arranged in the encoder device, which, on the tilting motion deg Welldn, stub-Wols, are expedient, both the control pulse as well as the return pulse are electrical pulses, the result of which is Impulse is converted into a mechanical command impulse by a device.

An sich war eine insbesondere für Luftfahrzeuge bestimmte Selbststeuereitirichtung bekannt; dieser bekannten Selbststeueteinrichtung l'ag das Problem zugrunde, welches sioh daTaus ergibt, daß bei Flugzeugselbststeuereinrichtungen die Ruderausschlägd lediglioli entsprechend der Größe und gegebenenfalls der Wihkelgeschwindigkeit der Richtungsabweichung bemessen wurden. Es fehlte also ein Steuereinfluß, der dem gefühlsmäßigen Moment entspricht, von dem sich der Flugzeugführer bei der RudbrIegung leiten läßt. Infolgedessen waTen die Rude.rausschläge bei staTk herabgesetzter Geschwindigkeit, nämlich beim Larid-,ii, zu gering. Die erwähnte Selbstseuereinrichtung strebte daher eine selbsttätige Anpassung der Selbststeuerung an dir, Fahrzeu,ggmhwihcigk,eit an. Zu diesem Zweck wird die Größe der Pahrgeschwindigkeit aus dem Ruderdruck abgeleitet und in einen Rückführungsimpuls zur Beeinfhissung der Steuerung umgewandelt. Da der Ruderd'ruck, weleher durch das an der Ruderfläche, vörbeiströmendle Medium auf diese Weise ausgeübt wird, mit zunehmender Falirgeschwindigkeit ansteigt, )Äüd also auch die Wirkung der Rückführung entsprwhodd stärker. Abgesehen von der anders gearteten ProlyleinsteRung liegt hier eine grundsätzliehe Abweichung darin, daß gemäß der vorliegenden Erfindung nicht das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Flbsse um ihre eigene Achse zu schwenken, zur Erzeugung des Rückfühmngsilnpulses ausgenutzt wird, sondern das Biegemoment des Flossenschaftes.In itself it was a self-steering device especially intended for aircraft known; this known self-control device was based on the problem which It follows from this that in aircraft self-steering devices the rudder deflection lediglioli according to the size and possibly the speed of rotation of the Directional deviation were measured. So there was no tax influence, the emotional one Corresponds to the moment from which the pilot lets himself be guided when turning the rudder. As a result, the rudders waited at a heavily reduced speed, namely, with larid-, ii, too low. The aforementioned self-control device therefore aimed an automatic adaptation of the self-control to you, Fahrzeu, ggmhwihcigk, eit at. For this purpose, the size of the running speed is derived from the rudder pressure and converted into a feedback pulse for influencing the control. There the rudder pressure, which is caused by the medium flowing over the rudder surface is practiced in this way, increases with the increasing speed of the fall,) thus the effect of the return is also stronger. Except for the different one ProlyleinsteRung is a fundamental deviation here in that, according to the present invention does not provide the torque that is required to drive the flbs to pivot around its own axis, used to generate the Rückfühmngsilnpulses but the bending moment of the fin shaft.

Weitere Einzelheiten ulid Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Anlage nach der Erfindung, Fig, 2 einen Längsschnitt des Flossonschaftes und seiner Lagerung, Fig. 3 dIen Längsschnitt einer Gebereinrichtung zur Lieferung eines der Querkraft proportionalen Impulses und Fig. 4, 5 und, 6 eine andere Anordnung einer solchen Gebeminrichtung.Further details and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. In the drawings: Fig. 1 shows the schematic structure of a system according to the invention, Fig. 2 shows a longitudinal section of the Flosson shaft and its mounting, Fig. 3 shows the longitudinal section of a transmitter device for delivering an impulse proportional to the transverse force and Figs. 4, 5 and 6 another arrangement of such a dispensing device.

Die Stabflisierungsanlage besteht aus zwei Flossen, von denen je äihe von jeder Seite des Schiffes waagerecht hervorsteht. Jedoch können je nach Größe und Geschwindigkeit des Schiffes mehwere Flossen an jedex Seite des Schiffes angeordnet werden. Ferner können die Flossen -eine leichte Abwärtsneigung gegenüber der Quorächse des Sc-lu,*ffes haben. Der in dieser Beschreibung verwendete Ausdruck »waagerecht« soll diese leichte Abwärtsneigung von 10 bis 201 gegenüber der Waagerechten einschließen.The rod inflation system consists of two fins, each of which protrudes horizontally from each side of the ship. However, depending on the size and speed of the ship, multiple fins can be placed on either side of the ship. In addition, the fins may slope slightly downwards in relation to the quoraxe of the Sc-lu, * ffes. The term "horizontal" as used herein is intended to include the slight downward slope from 10 to 201 in relation to the horizontal.

Je& FqoAe 20 Weiet eine sieh über ihTe ganze Länge cil§Ueekönde Klappe 22 auf, welche die maximale Querkraft jeder Flom erhöht und dadurch zu einer Verringerting deg Raumbedarfes und, des Gewichtes der Anlüge beiträgt. Diese Klappen verringern außerdem den durchschnittlichen Strömungswiderstand der Flosse durch Herabsetzung der benützten Fläche.Each flap 20 has a flap 22 which is cil§Ueekönding over its entire length, which increases the maximum transverse force of each flom and thereby contributes to a reduction in the space requirement and the weight of the abutment. These flaps also reduce the average flow resistance of the fin by reducing the area used.

Jede Flösse hat ein Sohlankheitsverhaltnis von etwa 2,0, wodurch ein Kompromiß zwischen den Beanspruchungen des Flossenschaftes infolge des Strömungswiderstandes und der Biegung durch die Querkraft erzielt wird. Each raft has a floor slump ratio of about 2.0, which is a compromise between the stresses on the raft shaft due to the flow resistance and the bending due to the transverse force.

Die Flossen werden selbsttätig und unabhängig voneinander um normalerweise waagerechte Achsen 24 (Fig. 1) in Abhängigkeit von Steuerimpulsen geschwenkt, die von Meßinstrumenten geliefert werden, welche auf einem Steuerbrott oder einer Steuerkonsole im Radkasten oder in der Brücke, eingebaut sind. Diese Instrumente messen Auslenkung, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Schlingerbewegung des Schiffes und erzeugen Impulse, die allen im Betrieb unter dem Einfluß des Seegangs auftretenden Bewegungen des Schiffes proportional sind. Die Flossen werden durch elektrohydraulische Servoanlagen in der Weise betätigt, daß sie den unter dem Einfluß der Wellen auf das Schiff ausgeübten Störmomenten entgegenwirken.The fins are automatically and independently pivoted about normally horizontal axes 24 (Fig. 1) in response to control pulses supplied by measuring instruments which are installed on a control bread or a control console in the wheel arch or in the bridge. These instruments measure the deflection, speed and acceleration of the rolling movement of the ship and generate impulses which are proportional to all movements of the ship that occur during operation under the influence of the sea. The fins are operated by electro-hydraulic servo systems in such a way that they counteract the disturbing torques exerted on the ship under the influence of the waves.

Jede Flosse wird mit Hilfe einer hydraulischen Kolbenzylindereinheit 26 (im folgenden »Zylinder« genannt) uni ihre waagerechte Achse 24 geschwenkt. Der Zylinder wird, durch eine Pumpe 27 mit veränderlicher Förderung angetrieben. Die Pumpe selbst wird in übereinstimmung mit einer errechneten Querkraftsteuergröße durch die Steuereinrichtung28 gesteuert.Each fin is pivoted on its horizontal axis 24 with the aid of a hydraulic piston- cylinder unit 26 (hereinafter referred to as “cylinder”). The cylinder is driven by a pump 27 with variable delivery. The pump itself is controlled by the control device 28 in accordance with a calculated transverse force control variable.

Das Verstauen oder Ausdrehen der Flosse wird mit Hilfe zweier hydraulischer Zylinder 29, 30 (Fig. 1) bewerkstelligt, die über ein Magnetventil 31 mit Öl aus einer Hilfspumpe betrieben werden. Die Verstauzyllnder 29 und 30 drohen die Flosse, um eine im wesentlichen senkrechte Achse 38 (Fig. 4), wodurch, die Flosse in eine Flossenkammer im Rumpf geklappt wird. Eine, hydraulische Handpumpenstouerung für jede der Achsen kann für den Fall, daß die elektrische Energie voll, ständig ausfällt, vorgesehen sein.The stowing or unscrewing of the fin is accomplished with the aid of two hydraulic cylinders 29, 30 (FIG. 1) which are operated via a solenoid valve 31 with oil from an auxiliary pump. The stowing ends 29 and 30 threaten the fin about a substantially vertical axis 38 (Fig. 4), whereby the fin is folded into a fin chamber in the fuselage. A hydraulic hand pump control for each of the axes can be provided in the event that the electrical energy fails completely.

Beidr, Flossenanlagen arbeiten voll-ständig unabhängig voneinander, d. h., es befindet sich keinerlei mechanische oder hydraulische Verbindung zwischen beiden Anlagen.Both fin systems work completely independently of one another, i. In other words, there is no mechanical or hydraulic connection between the two systems.

Die zum Schwenken der Flosse dienende Hilfsanlage weist die von einem Elektromotor 33 getriebene Pumpe 27 mit veränderlicher Förderleistung und einen elektrischen Ausschlagservomotor 34, der vom Ausgangsstrom eines magnetischen Servoverstärkers 35 getrieben wird, auf. Dieser Servoverstärker er-hält einen QuerkraftsteueTimpuls von der Steuereinrichtung 36. Diese, ist vorzugsweise an der Schiffsbrücke, in -einer Konsole eingebaut, welche die den Schlingerwinkel um seine zeitliche Ableitung messenden Geräte enthält.The auxiliary system used for pivoting the fin has the pump 27 with variable delivery rate driven by an electric motor 33 and an electric deflection servomotor 34 which is driven by the output current of a magnetic servo amplifier 35 . This servo amplifier receives a transverse force control pulse from the control device 36. This is preferably installed on the ship's bridge in a console which contains the devices measuring the roll angle around its time derivative.

Die Steuereinrichtung für die Flosseneinstellung, betätigt zwei voneinander unabhängige Impulserzeuger, von denen der eine bei 37 dargestellt ist. Diese Impulserzeug.er liefern getrennte Steuergrößen an jede der Flossenschwenkanlagen. In Fig. 1 ist nur die Backbordstabilisierungsflosse und -schwenkafflage dargestellt. Die Steuerbordflosse und -schwenkanlage sind jedoch genau spiegelbildlich hierzu ausgebildet.The control device for the fin adjustment actuates two independent pulse generators, one of which is shown at 37. These pulse generators deliver separate control variables to each of the fin pivot systems. In Fig. 1 only the port stabilization fin and -schwenkafflage is shown. The starboard fin and swivel system are, however, designed to be an exact mirror image of this.

Der Ausgangsstrom der Steuereltirichtung 36 steuert zwei Impulserzeuger, nämlich den Synährongenerator 37, welcher der Backbordflossenanlage den Steueri#mpuls zuführt, und einen anderen, nicht abgebildeten gleichartigen Synchrongenerator, der der Steuerbotrdflossertschwenkanlage einen gegenüber dem Impuh des Generators 37 um 180' phasenverschobenen getrennten Impuls zuführt. Es sind also zwei voneinander unabhängige Flosseneinstellanlagen vorhanden.The output current of the control device 36 controls two pulse generators, namely the synchronous generator 37, which feeds the control pulse to the port fin system, and another, not shown, synchronous generator of the same type, which feeds a separate pulse 180 'out of phase with the pulse of the generator 37, which is not shown. So there are two independent fin adjustment systems.

Die zur Steuerung der Bewegung der Stabilisierungsflosse dienende Steuergröße ist eine zusammengesetzte Größe, nämlich eine Summation dreier Größen, welche unabhängig voneinander durch die Wirkungen der Schiffsbewegung auf die Impulserzeuger hervorgebracht werden. Von diesen dTei Steuergrößen ist eine dem Schlingerwinkel, eine der Schlingergeschwindigkeit und eine der Schlingerbeschleunigung des Schiffes proportional.The one used to control the movement of the stabilizing fin Control variable is a composite variable, namely a summation of three variables, which are independent of each other through the effects of the ship's movement on the impulse generator are produced. Of these dTei control variables, one is the roll angle, one of the roll speed and one of the roll acceleration of the ship proportional.

Die Schlingorwinkelkomponente des Steuerimpulses wird von einem Meßgerät 39 für die Linearbeschleunigung hcrvorgebracht, welches von üblicher Ausführung und mit seiner empfindlichen Achse in Querrichtung des Schiffes angeordnet ist. Dieses Meßgerät für die fineare Beschleunigung oder Neigung sorgt für eine statische oder niederfrequente Stabilisierung des Schiffes, und zwar gegenüber der sicheinbaren Senkrechten und nicht der wahren Senkrechten.The rolling angle component of the control pulse is produced by a measuring device 39 for the linear acceleration, which is of conventional design and is arranged with its sensitive axis in the transverse direction of the ship. This measuring device for the financial acceleration or inclination ensures a static or low-frequency stabilization of the ship, namely in relation to the mutually agreed perpendicular and not the true perpendicular.

DieGes Meßgerät nimmt außerdem Zentrifugalbeschleunigung wahr und bestimmt daher im voraus ein Schlingern des Schiffes infolge der Kopplung zwischen Gieren und Krängen (d. h. der Tendenz des Schiffes, sich während einer Wendung auf die Seite zu legen). Die physikalische Bedeutung dieser dem Schhingerwinkel proportionalen Komponente der Steuergröße liegt darin, daß die wirksame metazentrische Höhe des Schiffes vergrößert wird, ohne daß gleichzeitig das unter dem Einfluß einer gegebenen Wellenneigung auf das Schiff wirkende Moment vergrößert wird, was die Folge einer tatsächlichen Vergrößerung der metazentrischen Höhe des Schiffes wäre. Die metazentrisch-- Höhe läßt sich definieren als der Abstand zwischen dem Schwerpunkt und dem Metazentrum des Schiffes. Die der Schlingergeschwindigkeit proportionale Komponente der Querkraftsteuergröße wird von einem üblichen auf Gesohwindigkeit ansprechenden Kreisel 40 geliefert, der im Schiff so angebracht ist, daß er präzessiert, wenn das Schiff tün seine Längsachse, d. h. um sein Metazentrum, schlingert. Eine Größe, die dem Winkel, uni den der Kreisel präzessiert, proportional ist, kann von einem beliebigen Steuergenerator 41 geliefert werden. Die physikalische Bedeutung der Schlingergeschwindigkeitsgröße liegt darin, daß sie die wirksame Dämpfung des Schiffes in Abhängigkeit von der durch die Wellen erzeugten Schlingerbewegung erhöht. Dieser Schlingergeschwindigkeitsimpuls ist die Hauptsteuergröße, da das Schiff in seinem normalen Zustand nur sehr wenig gedämpft ist und daher dts Haupterfordernis eine Schlingerdämpfung ist.TheGes meter also senses centrifugal acceleration and therefore pre-determines a roll of the ship due to the coupling between yaw and heels (i.e., the tendency of the ship to lie on its side during a turn). The physical significance of this component of the control variable, which is proportional to the Schhinger angle, is that the effective metacentric height of the ship is increased without simultaneously increasing the moment acting on the ship under the influence of a given wave inclination, which is the result of an actual increase in the metacentric height of the ship would be. The metacentric height can be defined as the distance between the center of gravity and the metacenter of the ship. The component of the lateral force control variable proportional to the roll speed is supplied by a conventional speed-responsive gyroscope 40 which is mounted in the ship so that it precesses when the ship does its longitudinal axis, i. H. around its metacenter, lurches. Any control generator 41 can supply a quantity which is proportional to the angle at which the gyroscope is precessing. The physical importance of the roll speed variable is that it increases the effective damping of the ship as a function of the roll motion generated by the waves. This roll speed pulse is the main control variable, since the ship is only very slightly damped in its normal state and therefore the main requirement is roll damping.

Die dritte Steuergröße, nämlich der Schlingerbeschleunigungsimpuls, wird von einem Winkelbeschleunigungsmeßgerät 42 üblicher Ausführung geliefert, welches einen Geber 43 aufweist, der eine der WinkelbeschleunIgung des Schiffes um seine Längsachse proportionale Steuergröße hervorbringt. Die physikalische Bedeutung dieser Schlingerbeschleunigungskomponente für das Verhalten des Schiffes liegt darin, daß das Trägheitsmoment des Schiffes um seine Längsachse erhöht wird.The third control variable, namely the roll acceleration pulse, is provided by an angular accelerometer 42 of conventional design, which has an encoder 43, the one of the angular acceleration of the ship to its Longitudinal axis produces proportional control variable. The physical meaning of this Roll acceleration component for the behavior of the ship is that the moment of inertia of the ship is increased about its longitudinal axis.

Daher sind der Schfingerwinkelimpuls und der Schlingerbeschleunigungsirapuls Hilfssteuergrößen, 5 weiche die Wirkungsweise bei extrem hohen oder niedrigen WeRenfrequenzrn verbessern. Da, wie erwähnt, das Schingerwinkelmeßgerät ein Instrument zur Wahrnehmung der scheinbaren Senkrechten ist, nimmt es auch Zentrifugalbeschlleunigungen infolge der Giergeschwindigkeit wahr und sorgt dadurch für ein besseres Verhalten des Schiffes bei von hinten kommenden Wollen.Therefore, the Schfingerwinkelimpuls and Schlingerbeschleunigungsirapuls auxiliary control variables, soft 5 the mode of operation at extremely high or low WeRenfrequenzrn improve. Since, as mentioned, the Schinger Winkelmeßgerät is an instrument for the perception of the apparent vertical, it also perceives centrifugal accelerations as a result of the yaw rate and thus ensures better behavior of the ship when it comes from behind.

Die Schlingerwinkel-, Schlingergeschwindigkeits-und Sohlingerbeschleunigungsgrößen werden den Wicklungen der Potentiometer 44 bzw. 45 bzw. 46 zugeführt, deren Ausgangsimpulse in einem magnetischen. Verstärker 47 kombiniert worden. Der Verstärker bildet einen Teil der Querkraftsteuereinrichtung 36. Die aus den genannten drei Impulsen gebildete Summengröße speist einen elektrischen Servomotor 48, dessen Ausgangsgröße einen Steuergenerator 37 über einen Begrenzer 51 und eine Schleifkupplung 49 antreibt. Damit die Drehung der Ausgangswelle 50 der Steuereinrichtung 36 genau der Summe der Beschleurügungs-, Ge-schwindigkeits-und Ausschlaggrößen entspricht, wird ein in einem Gleichlaufgenerator 55 erzeugter Impuls an den Eingang des Verstärkers 47 zurückgeführt. Es kann ein Meßgerät 56 angeschlossen sein, welches diesen rückgeführten Impuls mißt und einer Bedienungsperson eine Anzeige über die von der Steuereinrichtung 36 angegebene Sällsteuergröße liefert.The roll angle, roll speed and sole acceleration values are fed to the windings of the potentiometers 44 or 45 or 46, the output pulses of which are in a magnetic manner. Repeater 47 has been combined. The amplifier forms part of the transverse force control device 36. The sum variable formed from the three pulses mentioned feeds an electric servomotor 48, the output variable of which drives a control generator 37 via a limiter 51 and a slip clutch 49. Thus, the rotation of the output shaft 50 of the control device 36 to the sum of the Beschleurügungs-, Ge-schwindigkeits and corresponds rash sizes is returned to a current generated in a synchronization generator 55 pulse to the input of the amplifier 47th A measuring device 56 can be connected, which measures this returned pulse and provides an operator with an indication of the control variable indicated by the control device 36.

Wie Fig. 1 zeigt, sind verschiedene äußere Einstell:möglichkeiten vorgesehen. Hierdurch wird die Vielseitigkeit der Stabilisierungsanlage nach, der Erfindung erhöht. Eine Einstellmöglichkeit zur Korrektur der Schlagseite ist vorgesehen, wodurch ein etwa vorhandener konstanter Krängungswinkel ausgeschaltet wird. Dies wird durch einen Einstellknopf 57 erreicht, der über einen Exzenter 58 die neutrale Achse des Linearbeschleunigungsmeßgerätes 39 verändert. Zu diesem Zweck ist das Beschleunigungsnießge,rät 39 an einer Plattform 59 befestigt, die am Schiff mit Hilfe eines Gelenkes 60 für eine Drehung um eine zur Längsachse des Fahrzeuges parallele Achse schwenkbar angeordnet ist. Diese Schlagseitenkorrektur ist vorgesehen, da es wirtschaftlich unzweckmäßig wäre, eine dauernde Schlagseite des Schiffes mit Hilfe der Stahäisierungsflossen auszutrimmen. In Notfällen dagegen kann die Anlage hierzu benutzt werden.As FIG. 1 shows, various external setting options are provided. This increases the versatility of the stabilization system according to the invention. An adjustment option for correcting the list side is provided, whereby any constant heel angle that may be present is eliminated. This is achieved by an adjusting knob 57 which changes the neutral axis of the linear accelerometer 39 via an eccentric 58 . For this purpose, the acceleration device 39 is attached to a platform 59 which is pivotably arranged on the ship with the aid of a joint 60 for rotation about an axis parallel to the longitudinal axis of the vehicle. This batting side correction is provided because it would be economically inexpedient to trim a permanent listing side of the ship with the help of the stabilizing fins. In emergencies, however, the system can be used for this purpose.

Damit die Steuerempfindlichkeit der Anlage entsprechend verschiedenen Meereszuständen geregelt werden kann, ist ein Meereszustandswähler vorgesehen. Bei dieser Ausfährungsform wird durch einen Knopf 61 die Größe der Eingangsgrößen des Verstärkers 47 dadurch geändert, daß die Schleifarme der Potentiorneter 44, 45 und 46 glei&zeitig verstellt werden.A sea state selector is provided so that the control sensitivity of the system can be regulated according to different sea conditions. In this embodiment, the size of the input variables of the amplifier 47 is changed by a button 61 in that the sliding arms of the potentiometers 44, 45 and 46 are adjusted at the same time.

Der an der Ausgangswelle des Servomotors 48 angeordnet,-- Begrenzer 51 dient zur Begrenzung des abgegebenen Steuerimpulses als Funktion der Schiffsgeschwindigkeit, da die Wirksamkeit der Flosse bei der Erzeugung von Schlingerrnomenten um die Längsachse des Schiffes sich als Funktion der Schiffsgeschwindigkeit ändert. Bei geringen Geschwindigkeiten müssen den Flossen kleinere Steuergrößen zugeführt werden" und umgekehrt. Die Geschwindigkeitseinstellung wird mit Hilfe eines Knopfes 62 vorgenommen, der die begrenzenden Anschläge 63 einstellt und damit das Ausmaß der Bewegung der Welle 50. Die Schleitkupplung 49 verhindert eine überbelastung des Servomotors, 48, nachdem die Anschläge erreicht worden sind. Der Knopf 62 dient außerdem zur Einstellung der Empfindlichkeit der Flosseneinstellanlage, wodurch erreicht wird, daß diese. Anlagen, wie im folgenden beschrieben wird, immer in günstiger Weise arbeiten. Alle Meßinstrumente für die zur Berechnung des Steuerimpuhes dienende Steuereinrichtung 36 werden durch eine Feder in die Mittelstellung gebracht und wandern daher mechanisch nicht aus, wodurch sonst eine Schwierigkeit auftreten könnte, wenn z. B. ein Lage- oder Verschiebungskreisel verwendet würde. Ferner wird eine elektrische, Auswanderung dadurch verhindert, daß durchgehend Wechselstromgrößen verwendet werden. The limiter 51 arranged on the output shaft of the servomotor 48 serves to limit the control pulse emitted as a function of the ship's speed, since the effectiveness of the fin in generating rolling moments around the longitudinal axis of the ship changes as a function of the ship's speed. At low speeds, the fins must be fed smaller control variables "and vice versa. The speed setting is made with the aid of a knob 62 which sets the limiting stops 63 and thus the extent of the movement of the shaft 50 After the stops have been reached, the button 62 is also used to adjust the sensitivity of the fin adjustment system, as a result of which it is achieved that these systems always work in a favorable manner, as will be described below Control devices 36 are brought into the central position by a spring and therefore do not migrate mechanically, which could otherwise cause a problem if, for example, a position or displacement gyro were used be found.

Bei der abgebildeten Ausführungsform. der Erfindung können alle links vom Verstärker 35 dargestellten Teile in einer Konsole untergebracht werden, die an einem Brückenschott oder auf einem Sockel der Brückenstation befestigt sein kann. Die in Fig. 1 rechts vom Verstärker 35 dargestellten Teile einschließlich des Verstärkers sind in der Gegend der Flossen im Scluffsrumpf angebracht. Beide Flossen arbeiten vollständig unabhängig voneinander, werden jedoch, durch dieselben Steuergrößen gesteuert.In the illustrated embodiment. According to the invention, all parts shown to the left of the amplifier 35 can be accommodated in a console which can be attached to a bridge bulkhead or to a base of the bridge station. The parts shown in FIG. 1 to the right of the amplifier 35 , including the amplifier, are attached in the area of the fins in the sluff trunk. Both fins work completely independently of each other, but are controlled by the same control variables.

Die Ausgangsgröße des Verstärkers 35 ist proportional der Differenz zwischen dem Soll- und dem Istwert der an der Flosse erzeugten Querkraft und wird dem Ausschlagservomotor 34 zugeführt, der über ein Getriebe 70, eine Schleifkupplung 71 und einen Hebel 72 den#:# Steuerhebel 73 der Pumpe 27 mit veränderbarer Förderung betätigt. Ein Ausschlagrückführimpulsgeber 74 sorgt dafür, daß die Stellung des Steuerhebels 73 der Pumpe 27 der dem Verstärker 35 zugefährten. Fehlergröße entspricht. Ferner kann ein Geschwindigkeitsrückführsignal zur Erzielung einer glatten und schnellen Arbeitsweise der Ausschlagsteuereinrichtung verwendet werden. Ein durch Zahnradübersetzung mit der Ausgangswelle des Servomotors 34 verbundenes Tachometer 75 ist für diesen Zweck vorgesehen.The output variable of the amplifier 35 is proportional to the difference between the setpoint and the actual value of the transverse force generated on the fin and is fed to the deflection servomotor 34, which via a gear 70, a slip clutch 71 and a lever 72 controls the control lever 73 of the pump 27 actuated with variable funding. A deflection feedback pulse generator 74 ensures that the position of the control lever 73 of the pump 27 moves towards that of the amplifier 35. Error size corresponds to. Furthermore, a speed feedback signal can be used to achieve a smooth and fast operation of the deflection control device. A tachometer 75 connected to the output shaft of the servo motor 34 by gear transmission is provided for this purpose.

Die Ausgangsgröße der Pumpe 27 wird dem Flossenschwenkzylinder 26 zugeführt, welcher die Flosse 20 um die Achse 24 mittels des Hebels 76 und der Flossenwelle 77 schwenkt. Der Zylinder 26 schwenkt die Flosse 20 so lange, bis der auf die Flosse ausgeübte Wasserdruck eine Querkraft erzeugt, die dem Sollwert entgegengesetzt gleich ist. Eine dieser Querkraft proportionale Größe wird von einem Durchbiegungsfühler78 erzeugt und durch eine Leitung 79 zum Eingang des Verstärkers 35 zurückgeführt. Der mechanische Aufbau des Gebers 78 und seiner B-ctätiguogsvorrichtung wird im folgenden ausführlich beschrieben.The output variable of the pump 27 is fed to the fin pivot cylinder 26 , which pivots the fin 20 about the axis 24 by means of the lever 76 and the fin shaft 77. The cylinder 26 pivots the fin 20 until the water pressure exerted on the fin generates a transverse force which is opposite to the target value. A quantity proportional to this transverse force is generated by a deflection sensor 78 and fed back through a line 79 to the input of the amplifier 35 . The mechanical structure of the transmitter 78 and its actuating device is described in detail below.

Die Flossenschwenkeinrichtung arbeitet wie folgt: Der von der Steuereinrichtung geliefert-- Sollwert und der vom Geber 78 gelieferte Istwert der Flossenquerkraft werden dem Servoverstärker 35 zugeführt, der eine Ausgangsgröße liefert, die der Differenz der genannten Werte, d. h. dem Querkraftfehler proportional ist. Dex Servomotor 34 wird durch diesen Ausgangsimpuls erregt und verstellt den Ausschlagsteuerhebel 73, bis der Stellungsrückgeber 74 eine Steuergröße liefert, die demo Querkraftfehlerimpuls entgegengesetzt gleich ist. Während die Flosse mit Hilfe des Zylinders 26 geschwenkt wird, erzeugt die Zunahme oder Abnahme der Istquerkraft der Flosse im Geber 78 einen Steuerwert, der nach und nach den Ausschlageinstellungsrückführimpuls ersetzt und den Sollquerkraftimpuls aufhebt. Während sich der Istwert dem Sollwert nähert, kehrt der Steuerhebel 73 der Pumpe in seine Nullstellung zurück. Sind der Ist- und der Sollwert des Querkraftimpulses einander gleich und entgegengesetzt, so bleibt der Pumpensteuerhebel stehen. Daher stabilisiert der rückgeführte Pumpenausschlagimpuls die, Schwenkservoanlage durch Verhinderung eines über den Sollausschlag hinausgehenden Ausschlages.The fin pivoting device works as follows: The setpoint value supplied by the control device and the actual value of the transverse force of the fin supplied by the encoder 78 are fed to the servo amplifier 35 , which supplies an output variable that corresponds to the difference between the stated values, i.e. H. is proportional to the lateral force error. The servomotor 34 is excited by this output pulse and adjusts the deflection control lever 73 until the position feedback 74 delivers a control variable which is the opposite of the transverse force error pulse. As the fin is pivoted with the aid of the cylinder 26 , the increase or decrease in the actual transverse force of the fin generates a control value in the transmitter 78 which gradually replaces the deflection setting feedback pulse and cancels the desired transverse force pulse. While the actual value approaches the setpoint, the control lever 73 of the pump returns to its zero position. If the actual and the target value of the transverse force pulse are equal and opposite to one another, the pump control lever stops. The returned pump deflection pulse therefore stabilizes the swivel servo system by preventing a deflection that exceeds the target deflection.

Weiter trägt zur Erzielung einer gleichmäßigen, pendelfreien Einstellung der Flosse der auf die Ausschlaggeschwindigkeit ansprechende Tachometergenerator75 bei. Während die absolute Größe der Sollquerkraft in übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit mit Hilfe der Anschläge63 des Begrenzers 51 begrenzt wird, erfordern die bei jeder Flosse vorliegenden örtlichen Bedingungen weitere begrenzende Anschläge, die verhindern, daß größere Flossenanstelllwinkel auftreten, als mechanisch möglich sind. Wie Fig. 1 zeigt, sind rein mechanische Mittel zur Begrenzung der mechanischen Arbeitsweise der Flosse vorgesehen. Wird von der Querkraftsteuerung ein Querkraftsollimpuls erzeugt, der einem größeren als dem mechanisch möglichen Ausschlag der Flosse entspricht, so berührt ein Ansatz 80 der Kolbenstange. 81 den einen oder anderen zweier Fortsätze 82, die an einem Winkelhebel 83 angeordnet sind. Dieser Hebel stellt über eine Stange 84 Anschläge 85 ein, die mit dem Steuerhebel 73 zusammenwirken und dessen Bewegung begrenzen. Diese Anschlagvorrichtung überwindet alle anderen dem Purapensteuerhehel 73 erteilten Steuereinflüsse.The tachometer generator75, which responds to the deflection speed, also contributes to achieving a uniform, pendulum-free adjustment of the fin. While the absolute magnitude of the nominal transverse force is limited in accordance with the vehicle speed with the aid of the stops 63 of the limiter 51 , the local conditions present in each fin require further limiting stops which prevent greater fin angles of attack than are mechanically possible. As FIG. 1 shows, purely mechanical means are provided for limiting the mechanical operation of the fin. If the transverse force control generates a transverse force setpoint pulse which corresponds to a deflection of the fin that is greater than the mechanically possible deflection of the fin, a shoulder 80 touches the piston rod. 81 one or the other of two extensions 82 which are arranged on an angle lever 83. This lever sets stops 85 via a rod 84 which interact with the control lever 73 and limit its movement. This stop device overcomes all other control influences given to the Purapensteuerhehel 73 .

Zur Erzieltung der günstigsten Arbeitsweise. des Ausschlageinstellservosystems für alle Fahrgeschwindigkeiten steuert der Geschwindigkeitswühlknopf 62 außerdem die Empfindlichkeit der Flossenschwenkservoanlage. Dies geschieht durch eine Einstellung der dem Geber 74 über die Welle 86 und das Potentiometer 87 zugeführten Erregerspannung. Auf diese Weise wird die Empfindlichkeit der Servoanlage auch als Funktion der Fahrgeschwindigkeit geregelt.To achieve the most favorable way of working. of the deflection adjustment servo system for all travel speeds, the speed dial 62 also controls the sensitivity of the fin pan servo. This is done by setting the excitation voltage supplied to the transmitter 74 via the shaft 86 and the potentiometer 87. In this way, the sensitivity of the servo system is also controlled as a function of the driving speed.

In Fig. 2 und 3 ist eine Vorrichtung dargestellt, die eine Steuergröße liefert, welche dem von den Flossen auf das Schiff ausgeübten Moment proportional ist. Da die Flosse 20 fest an die waagerechte Welle 77 angeschraubt ist, ist diese Welle der ganzen Belastung ausgesetzt, die vom Wasser auf die Flosse ausgeübt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind Mittel zur Messung dieser Belastung vorgesehen. Eine Scheibe 120 ist starr, z. B. durch Schweißen, an der Innenwandung der Welle 77, so nahe wie möglich am äußeren (bordwandseitigen) Wellenende, befestigL Mit dieser Scheibe ist fest, z. B. durch Schrauben, ein Kragträger 121 verbunden, der sich im wesentlichen in axWer Richtung der Hohlwelle gegen deren inneres entgegengesetztes Endebin erstreckt. Starr und vorzugsweise senkrecht einstellbar ist am Ende der Welle 77 neben dem freien Ende des Kragträgers 121 ein mit diesem zusammenwirkender Geber78 befestigt. Dieser Durchbiegungsfühler78 ist in der Hohlwelle 77, ausgerichtet auf eine normalerweise senkrechte Achse, befestigt. Bei dieser Anordnung enthält die von dem Geber erzeugte Steuergröße nur die Normalkomponente der auf die Welle 77 ausgeübten Belastung. Hierdurch wird jede Komponente der Istquerkraft beseitigt, die durch tangentiale auf die Flosse ausgeübte Kräfte, d. h. Strömungswiderstand, hervorgerufen wird. Der Kragträger121 wird nur bei Beanspruchungen der Flossentragwelle77 ausgelenkt. Diese Beanspruchungen werden mit Hilfe des Gebers 78 gemessen. Der Geber liefert eine Steuergröße, die proportional dem von der Flosse auf das Schiff ausgeübten Moment ist, d. h. der an der Flosse erzeugten Querkraft.In Figs. 2 and 3 a device is shown which supplies a control variable which is proportional to the moment exerted by the fins on the ship. Since the fin 20 is firmly screwed to the horizontal shaft 77 , this shaft is subjected to all the stress that is exerted on the fin by the water. In the embodiment of the invention shown, means are provided for measuring this load. A disc 120 is rigid, e.g. B. by welding, on the inner wall of the shaft 77, as close as possible to the outer (side wall) shaft end, fastened. B. by screws, a cantilever beam 121 is connected, which extends substantially in the axWer direction of the hollow shaft against its inner opposite end. Rigidly and preferably vertically adjustable, a transmitter 78 cooperating with the latter is attached to the end of the shaft 77 next to the free end of the cantilever beam 121. This deflection sensor 78 is fastened in the hollow shaft 77, aligned with a normally vertical axis. In this arrangement, the control variable generated by the encoder contains only the normal component of the load exerted on the shaft 77. In this way, each component of the Istquerkraft is eliminated, which d by tangential forces exerted on the fin. H. Flow resistance, is caused. The cantilever beam121 is only deflected when the fin support shaft77 is subjected to loads. These stresses are measured with the aid of the encoder 78. The transmitter supplies a control variable which is proportional to the moment exerted by the fin on the ship, i. H. the lateral force generated on the fin.

Es kann jeder geeignete Geber verwendet werden. Eine Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Der dargestellte ist ein induktiver Geber mit einem ein Gewinde aufweisenden Gehäuse 123, das mittels des Gewindes in der Hohlwelle 77 einstellbar ist. Im Gehäuse ist ein Geberkern der E-Transforinatorbauart mit Wicklungen 124 angebracht. Aus Sicherheitsgründen sind zwei derartige Kerne vorgesehen. Ein federvorgespannter Stößel 125 mit einem Anker 126 wird durch Bewegung des Kragträgers 121 betätigt. Hierdurch wird in der Ausgangswicklung des Geb,ers eine Steuergröße erzeugt, die proportional den Beanspruchungen der Welle 77 ist. Da die Beanspruchung durch das Biegemoment des Flossenschafts 21 hervorgerufen wird, das durch die an der Flosse erzeugte Querkraft entsteht, ist der Impuls proportional dem von der Flosse auf das Schiff ausgeübten Moment und damit auch proportional der an der Flosse erzeugten Querkraft. Diese Größe wird, wie oben beschrieben, mit dem Sollquerkraftimpulß verglichen. Die Flossenschwenkservoanlage veningert die Differenz zwischen beiden Größen auf Null und verstellt dabei die Flosse, bis der Istwert gleich dem Sollwert ist.Any suitable encoder can be used. One embodiment is shown in Fig. 3. The one shown is an inductive transmitter with a housing 123 which has a thread and which can be adjusted by means of the thread in the hollow shaft 77. A transducer core of the E-Transforinatorbauart with windings 124 is mounted in the housing. Two such cores are provided for security reasons. A spring-loaded plunger 125 with an armature 126 is actuated by movement of the cantilever 121. As a result, a control variable is generated in the output winding of the encoder that is proportional to the stresses on shaft 77 . Since the stress is caused by the bending moment of the fin shaft 21, which is created by the transverse force generated on the fin, the momentum is proportional to the moment exerted by the fin on the ship and thus also proportional to the transverse force generated on the fin. As described above, this variable is compared with the nominal transverse force pulse. The fin swivel servo system reduces the difference between the two sizes to zero and adjusts the fin until the actual value is equal to the target value.

Die Flossenschw-,nkservoanlage übt noch eine weitere wesentliche Funktion aus, nämlich eine Regelung. Sie beseitigt die Wirkung von äußeren Querkräften, die infolge äußerer Störungen des Anstellwinkels der Flosse auftreten. Sind die Flossenservoanlagen in Tätigkeit, ist aber z. B. aus irgendeinem Grunde kein Querkraftbefehl an die Flossen gegeben, so würden die Flossen je nach dem Wellengang kontinuierliche Bewegungen durchlaufen, wodurch die Wirkung örtlich falscher Anstellwinkel beseitigt würde. Diese falschen Anstellwinkel infolge örtlicher Strömungen um den Schiffsrumpf können bei schwerem Seegang 10 bis, 15' erreichen. Werden diese Störungen nicht beseitigt, so wird offensichtlich keine genaue übereinstimmung zwischen Sollwert und Istwert der Querkraft erzielt.The fin swing servo system has another essential function, namely regulation. It eliminates the effect of external transverse forces that occur as a result of external disturbances in the angle of attack of the fin. Are the fin servo systems in operation, but z. B. for some reason no transverse force command is given to the fins, the fins would go through continuous movements depending on the swell, whereby the effect of locally incorrect angles of attack would be eliminated. These incorrect angles of attack due to local currents around the ship's hull can reach 10 to 15 'in heavy seas. If these malfunctions are not eliminated, an exact correspondence between the nominal value and the actual value of the transverse force is obviously not achieved.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine Abwandlung der Vorrichtung, die ein Maß für die an der Flosse erzeugte Istquerkraft liefert. Der allgemeine Aufbau der Flossen-lagerung bleibt im wesentlichen derselbe wie der nach Fig. 1 und 2. Wie Fig. 4 schematisch zeigt, ist die Flosse im Gehäuse 91 um die waagerechte Achse 24 drehbar gelagert. Die am Gehäuse befestigten senkrechten Wellen 92, 95 dienen zur Drehung des Gehäuses um eine senkrechte Achse 38 in einem unteren und einem oberen Lager 93 bzw. 94. Das obere Lager 94 ist so gebaut, daß es im wesentlichen die ganze senkrechte Last des Gehäuses 91 aufnimmt. Das untere Lager 93 ist im wesentlichen nur den seitlichen Belastungen unterworfen, die durch die vom Wasser auf die Flosse 20 ausgeübtcii Kräfte, d. h. Querkräfte, und Strömungswiderstandskräfte, hervorgerufen wird.4, 5 and 6 show a modification of the device which provides a measure of the actual transverse force generated on the fin. The general structure of the fin mounting remains essentially the same as that according to FIGS. 1 and 2. As FIG. 4 shows schematically, the fin is mounted in the housing 91 so as to be rotatable about the horizontal axis 24. The fixed to the housing perpendicular shafts 92, 95 are used to rotate the housing about a vertical axis 38 in a lower and an upper bearing 93 and 94. The upper bearing 94 is so constructed that it substantially the entire vertical load of the housing 91 records. The lower bearing 93 is only subjected to lateral loads substantially, which, by the d ausgeübtcii from the water on the fin 20 forces. H. Lateral forces, and drag forces, is caused.

Bei dieser Ausführungsform wird die in Querrichtu,ng des Schiffes verlaufende Komponente dieser seitlichen Belastungen gemessen, so daß man eine Größe erhält, die proportional dem von der Flosse 20 auf den Rumpf ausgeübten Moment ist. Zu diesein Zweck sind der zum unteren Lager 93 gehörende Außenring 162 und dessen Stützring 165 nachgiebig mit dem Schiffsrumpf verbunden, z. B. durch radial verlaufende Stege 163, 164. Diese Stege sind zusammen mit dem Haltering 165 einstückig ausgebildet und verlaufen radial zu diesem Ring parallel zur LängsachGe des Schiffsrumpfes. Diese Stege sind als äußerst steife Federn ausgebildet und geeignet, das Querkraftsmoment der Flosse 20 auf den Rumpf zu übertragen, wobei sie sich durchbiegen. Da die Stege sich in ihrer Längsrichtung, d. h. in Richtung der Längsachse des Schiffes, starr verhalten, erfolgt die Auslenkung der Wellen 92 und 95 im wesentlichen in Querrichtung des Schiffes oder rechtwinklig zur Schiffslängsachse.In this embodiment, the transverse component of these lateral loads is measured, so that a quantity is obtained which is proportional to the moment exerted by the fin 20 on the hull. For this purpose, the outer ring 162 belonging to the lower bearing 93 and its support ring 165 are flexibly connected to the hull, e.g. B. by radially extending webs 163, 164. These webs are formed in one piece together with the retaining ring 165 and run radially to this ring parallel to the longitudinal axis of the ship's hull. These webs are designed as extremely stiff springs and are suitable for transmitting the transverse force moment of the fin 20 to the fuselage, whereby they bend. Since the webs are in their longitudinal direction, d. H. behaving rigidly in the direction of the longitudinal axis of the ship, the deflection of the shafts 92 and 95 takes place essentially in the transverse direction of the ship or at right angles to the ship's longitudinal axis.

Der Durchbiegungsfühler 167 liegt daher mit seiner empfindlichen Achse längs dieser Querachse und 5 zwischen dem Ring 165 und dem unteren Lagergehäuse 166. Wie Fig. 5 deutlich zeigt, sind aus Sicherheitsgründen zwei derartige übertrager angeordnet. Der Geber 167 ist vorzugsweise als Induktionsgerät ausgebildet und kann dem in Fig. 3 daro gestellten Gerät entsprechen.The deflection sensor 167 therefore lies with its sensitive axis along this transverse axis and 5 between the ring 165 and the lower bearing housing 166. As FIG. 5 clearly shows, two such transmitters are arranged for safety reasons. The transmitter 167 is preferably designed as an induction device and can correspond to the device shown in FIG. 3.

Die tatsächliche Bewegung der unteren Welle 95 gegenüber dem Lagergehäuse 166 ist naturgemäß äußerst gering, d. h. von der Größenordnung einiger hundertstel Millimeter. Daher bleiben die vor-5 gesehenen Flüssigkeitsdichtungeii vollkommen unbeeinflußt von dieser Bewegung.The actual movement of the lower shaft 95 with respect to the bearing housing 166 is naturally extremely small, i. H. of the order of a few hundredths of a millimeter. Therefore, the liquid seals seen before remain completely unaffected by this movement.

Einer der Vorteile der in Fig. 4, 5 und 6 dargestellten Ausführungsforin liegt darin, daß der Geber innerhalb des Schiffsrumpfes leicht zugänglich ist und daher leicht repariert oder ersetzt werden kann, wenn er aus irgendeinem Grunde versagt. Ein anderer Vorteil liegt darin, daß der Geber nur auf die von der Flosse auf das Schiff ausgeübten wirklich senkrechten Belastungen anspricht und vom Schwenkwinkel der Flosse unabhängig ist. Die Ausgangsgröße des Gebers, d. h. die Querkraftrückführgröße, ist daher genau proportional der von der Flosse ausgeübten senkrechten Querkraft.One of the advantages of the embodiment shown in Figures 4, 5 and 6 is that the transducer is easily accessible within the hull and therefore easily repaired or replaced if for any reason it fails. Another advantage is that the transmitter only responds to the really vertical loads exerted by the fin on the ship and is independent of the pivoting angle of the fin. The output of the encoder, i. H. the transverse force feedback quantity, is therefore exactly proportional to the perpendicular transverse force exerted by the fin.

Hinsichtlich der die Flosse 20 betätigend= Aussolilagsteuereinrichtung 28 kann es wünschenswert sein, daß zu dem Querkraftrückführimpuls ein voT-gesehener kleiner Flossenwinkelimpuls hinzugefügt wird, um eine zusätzliche Stabilität der Einrichtung zu erzielen. Zu diesem Zweck wird ein Potentiometer 170 durch den Ausgangswert des Winkelgebers 130 erregt, der, wie oben beschrieben, in übereinstimmung mit dem Flossenwinkel eingestellt wird. Der Schleifarm des Potentiometers 170 wird mit Hilfe einer Mischstufe 171 niit dem QueLrkraftwert des Gebers 78 kombiniert. Die Ausgangsgröße der Mischstufe wird als kombinierte Rückführgröße, die proportional der Flossenquerkraft und dtm Flossenwinkel ist, dem Eingang des Verstärkers 35 zugeführt.With regard to the actuation of the fin 20 = displacement control device 28 , it may be desirable that a small fin angle pulse, as seen from the point of view, be added to the transverse force return pulse in order to achieve additional stability of the device. For this purpose, a potentiometer 170 is excited by the output value of the angle transmitter 130 , which, as described above, is set in accordance with the fin angle. The sliding arm of the potentiometer 170 is combined with the force value of the transmitter 78 with the aid of a mixer 171 . The output variable of the mixer stage is fed to the input of the amplifier 35 as a combined feedback variable which is proportional to the transverse fin force and dtm fin angle.

Die Querkraftrückführgröße kann in verschiedener Weise und durch verschiedenartige Geber erzeugt werden. Sie kann z. B. mit I-Elfe von Belastungsmeßgeräten erzeugt werden, die an der Flosse selbst befestigt sein können oder an jedem anderen Teil der Flossenhalterung, die die von der Flosse erzeugte Querkraft auf den Schiffs,rumpf überträgt und daher einer Belastung unterworfen ist. Zum Beispiel können ein oder mehrere Belastungsmeßgeräte an der äußeren oder inneren Wandung der Flossenhaltewelle 77 befestigt sein, andererseits kann die Flossenwandung eine biegsame Membran aulweisen, die sich im wesentlichen über die ganze Länge der Flosse erstreckt, so daß eine Durchbiegung der Membran infolge des Wasserdruckes eine Ausgangsgröße erzeugt, die proportional der von der Flosse erzeugten durchschnittlichen Querkraft ist.The transverse force feedback variable can be generated in various ways and by various types of transmitter. You can z. B. are generated with I-Elfe of load gauges that can be attached to the fin itself or to any other part of the fin holder that transmits the transverse force generated by the fin on the ship's hull and is therefore subjected to a load. For example, one or more strain gauges can be attached to the outer or inner wall of the fin holding shaft 77 , on the other hand the fin wall can have a flexible membrane which extends substantially the entire length of the fin so that deflection of the membrane due to the water pressure is a Output quantity is generated that is proportional to the average lateral force generated by the fin.

Obgleich nach der vorstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsforin der Erfindung die Flossen im wesentlichen waagerecht von der Schiffsseite hervorstehen, könnten sie auch vom Schiffsboden im wesentlichen senkrecht nach unten verlaufen. In diesem FaHe erzeugt ihre Ausilenkung ein ähnliches aufrichtendes Drehmoment amSchiffsboden.Although according to the above description of a preferred embodiment according to the invention, the fins protrude essentially horizontally from the side of the ship, they could also extend essentially vertically downwards from the ship's bottom. In this case, their deflection creates a similar righting torque at the bottom of the ship.

Die Meßgeräte für die Schiffsgeschwindigkeit können statt in einer Konsole der Brücke unter Deck angeordnet sein, vorzugsweise in der Gegend der Flosse, so daß die Steuerimpulsquellen und die auf diese ansprechenden Geräte nahe beieinander liegen. In dieser Gegend sind auch die Schiffsschwingungen ein Minimum. SeiffiAche Beschleunigungen infolge des Schlingerns sind sehT klein, die Wetterbedingungen bilden kein Problem, und die räumlichen Beschränkungen sind nicht kritisch.The measuring devices for the ship's speed can take place in a Console of the bridge to be arranged below deck, preferably in the area of the fin, so that the control pulse sources and the devices responding to them are close to one another lie. Ship vibrations are also at a minimum in this area. SeiffiAche Accelerations as a result of the rolling are very small, the weather conditions are not a problem and the spatial constraints are not critical.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Roll dampening stabilization system for ships with at least one fin protruding from the ship below the WasseTlinie during operation, pivotable about its axis, the pivot angle of which is controlled as a function of a control pulse that is able to drive the pivot drive from devices that respond to the rolling movement of the Responding ship, the fin actuates a device which feeds back to the control device a pulse which determines the pivoting angle of the fin, the size of which is dependent on the speed of the ship through the water, characterized in that this device consists of one on the fin shaft, aft or at the storage of which is arranged in the ship transmitter device, which. The transverse force exerted by the fin on the fin shaft or the resulting bending moment of the fin shaft. (21) and determines the size of the pulse to be returned.

2. Plant according to claim 1, characterized in that the transmitter device has a measuring beam (121 in Fig. 2) which is attached at one end to the junction of the fin shaft (21) and the fin-actuating shaft (77) on the ship the free end of which is provided with a deflection sensor (78) inserted in the hollow actuating shaft (77) . 3. Installation according to claim 1, characterized in that the mounting of the fin shaft (21) has, in addition to a fixed bearing (94), a support ring (165 in Fig. 4) which is attached to the hull with the aid of resilient webs ( 163, 164) and supports a stub shaft (95) which is connected to the bearing housing (91) of the fin shaft, with at least one transducer device (167) being arranged between the support ring (165) and the hull, which reacts to the tilting movement of the shaft stub responds. 4. Plant according to claim 1 to 3, characterized in that the control pulse and the feedback pulse are electrical pulses, the resulting pulse by a device (28) in a mechanical command pulse. is reshaped. 5. System according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fin (20) is mounted pivotably about its axis in a carrier (91, 92) which is rotatable about a second axis (38 in Fig. 4), and that the transmitter device (121, 78) is mounted in this carrier. Considered publications: German Patent Specifications No. 602 982, 690 383, 706 352; Journal "Schiff und Hafen", 1955, no. 4, pp. 235 to 239.