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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von
Schubschiffkonvois, bei welchem die Konvoiglieder gelenkig miteinander verbunden
sind und die Hauptschubkraft vom hintersten Konvoiglied ausgeht. Das erfindungsgemäße
Steuerverfahren kann daher nur auf echte Schubkonvois angewendet werden, bei welchem
jedes jeweils hintere Konvoiglied auf das jeweils vor ihm laufende Konvoiglied eine
Schubkraft ausübt. Es sind also auch jene Fälle einzuschließen, in welchen z. B.
bei der Anwendung von Schottelpropellern für die Steuerung der jeweils vorderen
Konvoiglieder zusätzliche geringe Schubkräfte an diesen Gliedern vorhanden sind.
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Das Prinzip der Schubschiffahrt als solches ist seit geraumer Zeit
bekannt. Es besteht darin, daß das die Antriebskraft liefernde Schiff einen oder
mehrere Lastkähne (Leichter) vor sich herschiebt, wobei das Antriebsschiff möglichst
kurz und gedrungen ausgeführt und mit den Lastkähnen starr, jedoch lösbar verbunden
ist. Es steuert also bloß das Antriebsschiff, so daß auf dieses einzige vorhandene
Ruder eine beachtliche Kraft ausgeübt wird. Diese starren Verbände eignen sich infolge
ihrer Länge nur sehr schlecht für die Flußschiffahrt, da keine engen Flußkrümmungen
durchfahren werden können und auch die Manövrierbarkeit, vor allem in strömenden
Gewässern, stark herabgesetzt ist. Diese Umstände waren maßgeblich daran beteiligt,
daß sich bisher die Sehubschiffahrt nur in relativ geringem Ausmaß entwickeln konnte,
obwohl sie einen etwas besseren Wirkungsgrad gegenüber einem Schleppschiffzug aufweist
und auch das Stoppen und Rückwärtsfahren im Gegensatz zu Schleppzügen erheblich
erleichtert ist. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, die
; einzelnen Konvoiglieder gelenkig miteinander zu verbinden. Diese Verbindungsart
wirft jedoch wieder verschiedene Probleme in bezug auf die Stabilität des Konvois
auf, zu deren Lösung verschiedene Wege gangbar erscheinen.
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Da einem bestimmten Kurvenradius eine bestimmte Abknickung des Konvois
entsprechen muß, hat man versucht, diese Abknickung durch mechanische Glieder, Hydraulik
oder Seile, herbeizuführen (deutsches Gebrauchsmuster 1826 098, USA.-Patentschrift
2 870 734, österreichische Patentschrift 228 670). Diese Lösung bietet zwar den
Vorteil, daß längere Konvois zusammengestellt werden können und daß auch die Manövrierbarkeit
sehr gut ist; dagegen müssen zur Herstellung der erforderlichen Abknickung sehr
große Kräfte aufgewendet werden, da ja der Verband praktisch nur durch die relative
Stellung seiner Glieder zueinander gesteuert wird. Außerdem sind an den schiebenden
sowie an den geschobenen Fahrzeugen umfangreiche Änderun- 5 gen zur Anbringung der
Spreizvorrichtung erforderlich, die auch das Zusammenfügen und Lösen des Schiffverbandes
erschweren.
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Man kann die benötigte Abknickung bei gelenkig verbundenen Fahrzeugen
auch durch Betätigung 6 der Heckruder am schiebenden Glied und der Buffi ruder am
geschobenen Glied herbeiführen (Aufsatz: »Selbstausrichtende gelenkige Schubverbände«
in der Zeitschrift »Hansa«, Heft 20/1964). Dabei erzeugt die gelenkelastische Verbindungsmechanik
6 zwischen den Leichtern eine Rückstellkraft, die mit dem Knickwinkel zunimmt (sogenannte
selbstausrichtende gelenkige Schubverbände). Bei diesem System entspricht daher
jeder Ruderstellung ein bestimmter Knickwinkel, der vom Kräftegleichgewicht abhängig
ist, und es muß daher auf die Steuerung des schiebenden Gliedes nicht besonders
Bedacht genommen werden. Allerdings hat diese Erfindung den Nachteil, daß der Schubverband
vorn und hinten durch gesteuerte Querkräfte geführt werden muß. Dabei ist das Maß
des seitlichen Abknickens nicht genau bestimmbar, da es von den vorher nicht bestimmbaren
äußeren Seitenkräften, von der stark veränderlichen Zentrifugalkraft und der Elastizität
der Kopplungen abhängig ist. Infolgedessen hat die Anordnung den Nachteil, daß die
benötigte Fahrbahnbreite nicht vorher übersehen werden kann.
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Diese aufgezeigten Nachteile der Verfahren zum Steuern von Schubschiffkonvois
und der Vorrichtung dazu vermeidet die vorliegende Erfindung, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Bewegungsbahn des vordersten Konvoigliedes durch an sich bekannte Steuerung
desselben mittels eigener Ruder, Voith-Schneider-Propeller, Schottelpropeller od.
dgl. entsprechend dem vorgesehenen Kurs des gesamten Konvois bestimmt wird und daß
jedes der hinten anschließenden Konvoiglieder für sich mittels eigener Ruder, Voith-Schneider-Propeller,
Schottelpropeller od. dgl. auf je einer Bewegungsbahn gesteuert wird, in der der
Bugteil des betreffenden Konvoigliedes auf den Heckteil des jeweils vor ihm laufenden,
geschobenen Konvoigliedes stets eine Schubkraft ausübt, welche im wesentlichen parallel
zur Längsachse dieses vorderen Konvoigliedes gerichtet ist, wobei die Steuerung
eines jeden hinten anschließenden Konvoigliedes manuell oder automatisch nach Maßgabe
von mindestens einer Meßgröße erfolgt, welche Aufschluß über die Richtung der auf
das vordere Konvoiglied ausgeübten Schubkraft gibt, z. B. nach Maßgabe des Winkels,
der jeweils von den Längsachsen der beiden betreffenden Konvoiglieder eingeschlossen
wird, oder entsprechend der relativen Lage der Kupplungsglieder zueinander, welche
miteinander jeweils eine mit seitlichem Spiel versehene Gelenkverbindung zwischen
den Konvoigliedern bilden.
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Es handelt sich also bei diesem Verfahren nicht um ein zentrales Fernsteuerverfahren,
da jedes Konvoiglied, welches hinter dem vordersten Glied läuft, für sich gesteuert
werden muß. Dieses Verfahren stellt auch nicht bloß den Ersatz jener erwähnten bekannten
hydraulischen und pneumatisehen Mittel durch elektronische Mittel dar, weil das
neue Verfahren rein mit Hand ohne Zuhilfenahme bestimmter Mittel durchgeführt werden
kann und weil die hydraulischen und pneumatischen Mittel, welche bei jenen Verfahren
zur zwangsweisen Einstellung der Knickwinkel benützt wurden, überhaupt entfallen,
so daß sie nicht ersetzt werden müssen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Steuerverfahren wird also die Bewegungsbahn
des vordersten Konvoigliedes und damit des ganzen Schiffsverbandes tatsächlich mittels
der am ersten Glied vorgesehenen Rudervorrichtung bestimmt, weil die von dem folgenden
Glied auf das vordere Glied ausgeübte Schubkraft stets so parallel zur Schiffslängsachse
gerichtet ist, daß sie wie ein dem ersten Glied eigener richtungsstarrer Antrieb
wirkt. Das gleiche gilt auch für das jeweils folgende Glied.
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Bei der Kurvenfahrt des Konvois beschreibt jedes
Glied
eine eigene Bewegungsbahn auf der Wasserfläche, deren Breite jeweils von den am
weitesten außen befindlichen Punkten des Wasserlinienprofils des Gliedes beschrieben
wird. Je mehr ein Glied sich zu seiner Bewegungsbahn quer stellt und »durch die
Kurve schiebt«, desto breiter wird seine Bahn. Der vorgesehene Kurs des gesamten
Konvois, worunter die Fläche zwischen den beiden Hüllkurven, welche die innerste
Bahn innen und die äußerste Bahn außen begrenzen (Verkehrsbreite), wird daher auf
Grund der Erfahrung des Steuermannes über die Verkehrsbreite des Konvois durch willkürliche
Steuerung ausschließlich nur des vordersten Konvoigliedes so bestimmt, däß für das
hinterste Glied, welches gegenüber dem gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt aller Bewegungsbahnen
auf der äußersten Bahn läuft, noch hinreichend Platz in der Fahrrinne bleibt. Gegenüber
der willkürlich wählbaren Bewegungsbahn des vordersten Konvoigliedes sind die Bewegungsbahnen
der hinteren, nachfolgenden Glieder streng vorgezeichnet. Sie sind mittels Steuerung
eines jeden dieser Glieder so zu wählen, daß der Bugteil jedes folgenden Gliedes
auf den Heckteil des jeweils vor ihm laufenden, geschobenen Konvoigliedes stets
eine Schubkraft ausübt, welche im wesentlichen parallel zur Längsachse dieses vorderen
Konvoigliedes gerichtet ist. Eine genaue Angabe dieser Druckrichtung ist im vorhinein
nicht möglich. Die Druckrichtung stellt sich ja während der Fahrt des Konvois als
augenblicklicher Istwert irgendwie ein, und es kann darüber nur ausgesagt werden,
daß so zu steuern ist, daß die Druckrichtung wieder in eine zur Schiffsachse parallele
Lage zurückkehrt.
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Es erweist sich somit, daß sich der erfindungsgemäß gesteuerte Konvoi
hinsichtlich seines Kurses bei Kurvenfahrt prinzipiell anders verhält als die bisher
bekannten Schubkonvois, bei welchen die Knickwinkel zwischen den Konvoigliedern
zwangsweise mittels Hydraulik, Seilwinden usw. festgelegt werden. Eine Untersuchung
der tatsächlichen komplizierten Kräfteverhältnisse, welche wegen der Instabilität
schwimmender Körper eine umfangreiche wissenschaftliche Abhandlung erforderlich
machen würde, ist indes sowohl für das Verständnis als auch für die Ausübung des
erfindungsgemäßen Steuerverfahrens nicht erforderlich. Es genügt völlig, wenn die
im Hauptanspruch klar herausgestellte Regel eingehalten wird, daß die Schubkraft
mittels entsprechender Steuerung des schiebenden Konvoigliedes stets parallel zur
Längsachse des geschobenen Konvoigliedes auszuüben ist, weil sodann das geschobene
Glied sich so verhält, als ob es einen eigenen, parallel zu seiner Längsachse wirkenden
Antrieb aufwiese. Es wird daher dieses Glied vom schiebenden Glied hinsichtlich
seiner Fahrtrichtung nicht beeinflußt, d. h., es kann die Fahrtrichtung des ersten
Gliedes durch Steuerung desselben frei gewählt werden, wobei das folgende schiebende
Glied bei Geradeausfahrt genau in der Bewegungsbahn des ersten Gliedes und bei Kurvenfahrt
etwas außerhalb derselben läuft.
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Als Kriterium für die Durchführung der manuellen oder automatischen
Steuerung eines jeden hinten anschließenden Konvoigliedes dient mindestens eine
Meßgröße, welche Aufschluß über die Richtung der auf das vordere Konvoiglied ausgeübten
Schubkraft gibt. Es erfolgt daher die Steuerung z. B. nach Maßgabe des Winkels,
der jeweils von den Längsachsen der beiden betreffenden Konvoiglieder eingeschlossen
wird, oder entsprechend der relativen Lage der Kupplungsglieder zueinander, welche
miteinander jeweils eine mit seitlichem Spiel versehene Gelenkverbindung zwischen
den Konvoigliedern bilden (vgl. ein Ausführungsbeispiel in Verbindung mit F i g.
2). Es kann daher das erfindungsgemäße Steuerverfahren bei Steuerung von Hand eines
jeden der hinten anschließenden Konvoiglieder so durchgeführt werden, daß z. B.
mittels eines einfachen Winkelmessers der Knickwinkel zwischen den betreffenden
Gliedern an der am Bug befindlichen Gelenkverbindung laufend abgelesen wird und
das etwa am Heck befindliche Steuerruder unter Zugrundelegung einer Tabelle, in
welcher die Beziehungen zwischen Knickwinkel und Ruderstellwinkel in Abhängigkeit
von der Fahrtgeschwindigkeit usw. erfaßt sind, laufend eingestellt wird. Selbstverständlich
könnte dabei der am Bug auftretende Knickwinkel durch Fernanzeige zum Steuerhaus
am Heck weitergeleitet werden. Darüber hinausgehend kann die Steuerung durch Auswertung
dieses Meßwertes mittels Meßbrücke automatisch erfolgen, wie dies im ersten Ausführungsbeispiel
in der Beschreibung dargelegt ist. Noch einfacher kann die manuelle Steuerung der
schiebenden Glieder jedoch so erfolgen, daß z. B. die Stellung des in der Beschreibung
in Verbindung mit F i g. 2 später beschriebenen Lenkers an der Kupplung, welcher
am Bug unmittelbar die Schubkraftrichtung anzeigt, durch Fernanzeige zum Steuerhaus
am Heck weitergeleitet wird, wobei es die Aufgabe der menschlichen oder automatischen
Piloten ist, so zu steuern, daß die Schubkraftrichtung von der Längsachse des geschobenen
Vordergliedes nicht abweicht.
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Für die Anzeige eines derartigen Meßwertes stehen den Fachleuten verschiedene
bekannte Methoden zur Verfügung.
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Um Bedienungsfehler bei einer Steuerung der schiebenden Glieder von
Hand zu vermeiden, ist es vorteilhaft, eine Vorrichtung zu verwenden, bei welcher
an den Gelenkstellen je ein Meßwertgeber vorgesehen ist, der die aus den Winkeln
zwischen den Längsachsen der Konvoiglieder gebildeten Meßwerte über eine Brücken-Reglerschaltung
und einen Nachlaufregler an die Rudermaschine des hinteren Gliedes weitergibt, welche
mit Hilfe der von ihr gesteuerten Rudereinrichtung dieses Glied auf einem Kurs,
der vom Kurs des vorderen Gliedes abhängig ist, hält.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß durch die Einstellung
eines regelbaren Widerstandes, welcher in dem aus den Brückenwiderständen gebildeten
Zweig der Brücken-Reglerschaltung einen Nebenschluß zu dem die Ruderstellgröße in
die Brückenschaltung einführenden Nachlaufregler herstellt, das Verhältnis des auf
den Meßwertgeber übertragenen Winkels zur Ruderstellgröße im Sinne einer geringen
Übersteuerung des hinteren Konvoigliedes gewählt ist, wobei dieser Nebenschluß vorzugsweise
in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit oder einer anderen die Ruderwirkung
bestimmenden Größe automatisch, z. B. nach einer empirisch bestimmten Funktion geregelt
ist.
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Dabei kann vorteilhafterweise der dem Meßwertgeber zugeführte Winkelwert
von der vertikalen
Drehachse der Kupplung abgegriffen werden, welche
jeweils zwei Konvoiglieder verbindet, wobei allenfalls der Winkelwert durch ein
übersetzungsgetriebe vergrößert wird.
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Da jedoch der Winkel zwischen zwei Konvoigliedern nur mittelbar die
vom schiebenden Glied auf das geschobene Glied ausgeübte Kraftrichtung angibt (es
ist ja die tatsächliche Richtung dieser Druckkraft außerdem noch von der Fahrt-
und Strömungsgeschwindigkeit bzw. -richtung abhängig), so ist es gemäß einer Variante
der Erfindung vorteilhaft, eine Vorrichtung zu verwenden, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß sie einen Meßwertgeber zur Regelung der an der Kupplung zwischen zwei Konvoigliedern
wirkenden Druckkraft enthält, welcher Meßwertgeber bei einer Abweichung dieser Richtung
von der Längsachse des jeweils vorderen Konvoigliedes die Rudermaschine des hinteren
Gliedes z. B. über dazwischengeschaltete Verstärker und/oder Steuerrelais derart
beeinflußt, daß mit Hilfe der von ihr gesteuerten Rudervorrichtung dieses Gliedes
auf einem Kurs, der vom Kurs des vorderen Gliedes abhängig ist, gehalten ist.
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Diese Kursregelung durch Messung der Richtung der Druckkraft ist gerade
deshalb für das erfindungsgemäße Verfahren sehr günstig, weil sie von der von der
Fahrtgeschwindigkeit abhängenden Wirkung der Steuerruder in bestimmten Winkellagen
derselben unabhängig ist. Bei der von der Richtung der Druckkraft abhängigen Nachlaufsteuerung
werden nämlich die Steuerruder so lange immer mehr verschwenkt, als die Schubkraft
noch nicht mit der Achse des Vordergliedes zusammenfällt.
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Weitere Details der vorliegenden Erfindung sind aus den folgenden
Ausführungsbeispielen zu ersehen. In der Zeichnung sind aus F i g. 1 ein Schaltschema
von einer die Regelung durch Winkelmessung vornehmenden Vorrichtung, aus F i g.
2 in perspektivischer Ansicht eine zum Schieben verwendete Auslegerkupplung und
aus F i g. 3 eine ähnliche Kupplung in Draufsicht zu ersehen. F i g. 4 zeigt schließlich
ein Detail der in F i g. 2 dargestellten Kupplung im Aufriß, wobei ein vertikaler
Schnitt durch die Hauptdrehachse geführt ist.
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In der in F i g.1 dargestellten Reglerschaltung ist ein als Potentiometer
11 ausgebildeter Meßwertgeber in die Meßbrücke 12 eingeschaltet, derart, daß er
symmetrisch zwischen den Brückenwiderständen 13 eines Brückenzweiges liegt. Zwischen
den Brückenwiderständen 14 des anderen Brückenzweiges liegt ein weiteres Potentiometer
15, das von einem regelbaren Widerstand 16 überbrückt ist. Zwischen den Schleifern
der Potentiometer 11 und 15 ist die Brückendiagonale durch einen veränderlichen
Widerstand 17 und ein dazu in Reihe liegendes empfindliches Relais 18 gebildet.
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Diese Meßbrücke 12 wird über die Klemme 19
bzw. über
den Regelwiderstand 20, die an den Zusammenschlüssen der Widerstände 13 und 14 liegen,
von der nicht dargestellten Schiffsbatterie od. dgl. gespeist, wobei der Regelwiderstand
20 zur Brückensymmetrierung dient, die zur Einstellung der richtigen Ruhelage des
die Nachlaufsteuerung des Ruders bewirkenden Potentiometers 15 nötig ist. Der von
den Längsachsen der beiden gekuppelten, von der Regelvorrichtung beeinflußten Konvoiglieder
eingeschlossene Winkel wird dem Schleifer des Potentiometers 11 direkt oder als
proportionaler Verdrehungswinkel mitgeteilt, wodurch die mittels des Regelwiderstandes
20 und bei genauer Mittelstellung der beiden Potentiometerschleifen auf Symmetrie
eingestellte Brücke 12 verstimmt wird, da zunächst der Schleifer des als
Nachlaufregler wirkenden Potentiometers 15 in Mittelstellung verbleibt. Daraufhin
spricht das in seiner Ansprechempfindlichkeit vermittels des veränderlichen Serienwiderstandes
17 regelbare Relais 18 an und schließt über in der Zeichnung nicht dargestellte
Hilfsschütze den Stromkreis für die Betätigung einer Rudermaschine, welche die Verstellung
des zugehörigen Ruders nach der entsprechenden Seite bewirkt. Der Ruderstellwinkel
wird dem Schleifer des Nachlaufpotentiometers 15 direkt oder proportional als Drehwinkel
mitgeteilt, und somit wird der Schleifer so lange im Sinne der Wiederherstellung
des Brückengleichgewichtes verdreht, bis das Relais 18 stromlos wird und demnach
über die Hilfsschütze die Rudermaschine abgestellt wird. Es verbleibt nun das Ruder
so lange in dieser Stellung, bis dem Potentiometer 11 ein neuer von den Schiffslängsachsen
eingeschlossener Winkel mitgeteilt wird, worauf sich das Regelspiel wiederholt.
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Das Relais 18 ist am einfachsten als Drehspulinstrument mit Nullstellung
in der Mittellage auszubilden, wobei der bewegliche Kontaktarm auf der Drehachse
sitzt und der an seinem Ende angeordnete zweiseitige Kontakt mit einer beiderseits
mit Kontakten versehenen Kontaktbank zusammenarbeitet. Selbstverständlich kann an
Stelle eines derartigen üblichen Drehspulrelais auch ein Doppelrelais mit zwei Spulen
verwendet werden, wobei jeder Spule je ein derart gepoltes Gleichrichterelement
vorgeschaltet ist, daß jeweils nur eine Spule bei der entsprechenden Stromrichtung
vom Digitalstrom der Brücke 12 durchflossen werden kann. Der regelbare Widerstand
16 dient der Einstellung des richtigen Verhältnisses des zwischen den Schiffslängsachsen
eingeschlossenen Winkels zum Ruderstellwinkel. Diese Einstellung ist, wie bereits
eingangs ausgeführt worden ist, kritisch im Hinblick auf die Stabilität der Steuerung.
Es wird daher vorzugsweise die Einstellung dieses Verhältnisses derart vorgenommen,
daß eine geringe übersteuerung des schiebenden Konvoigliedes - also ein jeweils
etwas zu großer Ruderstellwinkel - resultiert, wobei noch eine automatische Korrektur
dieses Stehverhältnisses in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit od. dgl. durch
entsprechende Vorwahl der Einstellung des Widerstandes 16 durchgeführt werden kann,
in Abhängigkeit von einer Größe also, die für die Ruderwirkung charakteristisch
ist. Ein derart geregelter Schiffszug schiebt sich somit so durch eine Kurvenbahn,
daß die Winkel zwischen den Schiffslängsachsen etwas kleiner sind, als es nötig
wäre, damit die Schiffslängsachsen Tangenten an die Kurvenbahn bilden. Dieser Zustand
wirkt sich zwar bei Kurvenfahrt etwas erhöhend auf den gesamten Strömungswiderstand
des Konvois aus, hat aber den großen Vorteil, daß derselbe in jedem Fall allein
mittels des vordersten Konvoigliedes steuerbar bleibt, weil stets eine geringe Neigung
zur selbsttätigen Wiederherstellung einer durchlaufend geraden Schiffszugachse besteht.
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In F i g. 2 ist eine aus zwei voneinander trennbaren, als Gestänge
ausgebildeten Teilen 21 und 22 bestehende Kupplung für je zwei Konvoiglieder dargestellt,
von
der der eine Teil 21 am Heck den geschobenen Schiffen 23 und der zweite,
als hochklappbarer Ausleger ausgebildete deichselartige Kupplungsteil 22, am Bug
des schiebenden Schiffes 24 angeordnet ist. Der am Heck des Schiffes 23 angeordnete
Teil 21 dieser Schubkupplung trägt ein Gelenkstück 25, das um eine vertikale Achse
26 verschwenkbar ist. Das untere Ende des die Achse 26 verkörpernden Zapfens ist
in einem am Heck unmittelbar befestigten Ansatz 27 gelagert, sein oberes
Ende ist durch zwei Streben 28 abgestützt. Der deichselartige Kupplungsteil 22 ist
gabelförmig ausgebildet und an den Lagerstollen 29 um eine horizontale, quer
zur Schiffsachse liegende Achse verschwenkbar am Bug des Schiffes 24 gelagert.
Der gesamte Kupplungsteil 22, der mit seinem Kopfstück 30 und vermittels
eines von einer Seilwinde 31 festgezurrten Zugseils mit dem Gelenkstück 25
des Kupplungsteils 21 verbindbar ist, kann mittels Seilen 32, die über einen
Galgen 33 laufen, hochgezogen werden, so daß er bei Nichtgebrauch nicht stört.
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F i g. 3 zeigt eine ebensolche Kupplung, die jedoch ergänzt ist durch
seitliche Führungsstangen 34, die an federnde Pufferteile 35 angeschlossen und in
Widerlagern 36 geführt sind. Die Kupplung kann dabei nach jeder Seite um den mit
37 bezeichneten Winkel verschwenkt werden, und es kann dieser Winkel von einer der
Stangen 34 abgenommen werden, da ihre Lage am Durchgangspunkt durch das Widerlager
36 ein Maß für diesen Winkel bildet.
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Eine andere Methode, den Verdrehungswinkel der Kupplung an den Meßwertgeber
heranzuführen, ist aus F i g. 4 ersichtlich. Das Gelenkstück 25, welches
das einschiebbare Kopfstück 30 des Kupplungsteils 22 aufnimmt, ist
in den horizontale Kräfte aufnehmenden Kugellagern 38 und auf Kugellagern
39
gelagert, welche die vertikalen Kräfte tragen, wobei es durch die Halbachsen
26 a und 26 b in seiner Lage gesichert ist. Von der unteren Halbachse 26 b kann
nun der Drehwinkel direkt oder vermittels eines Übersetzungsgetriebes in nicht dargestellter
Weise auf das als Meßwertgeber funktionierende Potentiometer 11 übertragen
werden, das z. B. auf dem Ansatz 27 gelagert sein kann. Die oberen
Lager 38 und 39 ruhen in dem von den Streben 28 gehaltenen
Lagerkäfig. Im übrigen ist der gabelförmige Kupplungsteil 22 mittels des
Zapfens 40 horizontal verschwenkbar im Kopfstück 30 gelagert, wobei
dieses Gelenk die Stampfbewegungen der Schiffe aufnimmt. Für die Schlingerbewegungen
ist ferner noch ein weiteres, nicht gezeichnetes Gelenk vorgesehen, welches die
Verdrehung des vorzugsweise zur Aufnahme von Stößen gefedert ausgeführten vorderen
Stückes des Kupplungsteils 22 um die Schiffs- ; Längsachse ermöglicht.
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Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung zur automatischen
Steuerung in dem Kupplungsteil 21 eingebaut sein. Eine Möglichkeit hierzu besteht
in der Anordnung von Kontakten innerhalb des Gelenkstückes 25, wobei jeweils einer
dieser Kontakte gegen die seitliche entsprechende Begrenzungsfläche des mit seitlichem
Spiel im Gelenkstück 25 gelagerten Kopfstückes 30 zum Anliegen kommt.
Hierbei wird zweckmäßigerweise seit- t liches Spiel gegen die je nach der Empfindlichkeit
gewählte Kraft von sehr starken Federn ermöglicht, welche die Tendenz haben, das
Kopfstück 30 in der Mittellage zu halten. Beim Auftreten seitlicher Kräfte
wird das Kopfstück aus der Mittellage gebracht und drückt auf den entsprechenden
Kontaktanschlag. Ein derartiger Kontaktsatz erübrigt die 5 eingangs beschriebene
Regelbrücke, da sein Wirken bereits dem Relais 18 entspricht, so daß davon
die Rudermaschine direkt steuerbar ist. Selbstverständlich kann ein solcher Kontaktsatz
auch auf einem (nicht dargestellten) Lenker angebracht sein, dessen o erste Drehachse
z. B. am Heck des vorderen Schiffes gelagert sein kann und dessen zweite Drehachse
in Fahrtrichtung in kurzem Abstand vor dieser Achse liegt und der Achse 26 entspricht,
welche ein Gelenkstück 25 trägt. Bei einer seitlichen Kraft-5 abweichung
wird sodann der Lenker seitlich verschwenkt, wobei einer der Gegenkontakte einer
normalerweise in Mittelstellung befindlichen, federnd und mitdrehbar gelagerten
Kontaktbank von einem mit dem Lenker verbundenen Kontaktarm berührt o wird. In diesem
Falle hängt die Empfindlichkeit dieser Nachlaufsteuerung vom Wege des Kontaktarms
von seiner Mittelstellung bis zur Berührung mit einem der Gegenkontakte ab.
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Es kann jedoch der Meßwertgeber nach einer anderen Ausführung aus
zwei Dehnungsmeßelementen bestehen, welche z. B. an den Streben 28 symmetrisch zueinander
angeordnet sind und den Unterschied der darin' herrschenden Druckspannung messen.
Diese Elemente werden zweckmäßigerweise > in den ersten Brückenzweig einer Meßbrücke
12 eingeschaltet, wie sie aus F i g. 1 zu ersehen ist, wobei sie das Potentiometer
11 und - falls ihr Ruhewiderstand hinreichend hoch ist - auch die Widerstände
13 ersetzen.
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Bei allen Arten einer Regelung, insbesondere bei der Zugrundelegung
der Kraftrichtung als Meßwert, können zur Beruhigung des Regelvorganges und zur
Vermeidung von Regelschwingungen Dämpfungsglieder zusätzlich verwendet werden, welche
ein zeitabhängiges Verhalten zeigen, oder es kann eine zusätzliche, nach dem bekannten
Prinzip der Vorhalteregelung funktionierende Vorrichtung in' den Regelkreis eingeschleift
werden. Schließlich können allenfalls Korrekturglieder zur Berücksichtigung diverser
veränderlicher Größen, welche das Steuerverhalten beeinflussen, im Regelkreis angeordnet
werden. Im übrigen ist die Erfindung nicht an die gezeigten Ausführungsbeispiele
gebunden, sondern umschließt auch alle jene Einrichtungen, welche zur Verwirklichung
des erfindungsgemäßen Steuerprinzips von Schubschiffkonvois herangezogen werden
können. So ist es z. B. ohne weiteres möglich, an Stelle der üblichen Rudervorrichtungen
solche zu verwenden, welche aktiv eine seitlich gerichtete Strömung erzeugen. Hierfür
kommen insbesondere kleine Schiffsschrauben in Frage, deren Schubrichtungen entweder
quer zur Längsachse der Schiffe gerichtet sind, wobei die Schubkraft entsprechend
variiert wird, oder es können die Achsen dieser einen zusätzlichen Schub oder Sog
erzeugenden Vorrichtungen kontinuierlich bei dem Regelvorgang verstellt werden.
Diese sogenannten aktiven Ruder ermöglichen ein besonders sicheres Manövrieren bei
langsamer Fahrt.
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Es können jedoch auch zusätzlich oder ausschließlich passive Ruder
der üblichen Art z. B. am Bug der Schiffe angeordnet werden, wodurch sich ebenfalls
eine gute Steuerbarkeit des Konvois ergibt. Schließlich kann die Steuerung des Führungsschiffes
in
bekannter Weise automatisch, z. B. mittels Radaranlagen, durchgeführt werden.