DE1531651A1

DE1531651A1 - Anordnung zur Schiffsstabilisierung mit einem verschiebbaren Wagen

Info

Publication number: DE1531651A1
Application number: DE19671531651
Authority: DE
Inventors: Hans Hoffmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1967-08-12
Filing date: 1967-08-12
Publication date: 1969-12-11

Description

Anordnung zur Schiffsstabilisierung mit einem verschiebbaren Wagen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Tilgung bzw. Dämpfung der Rollbewegungen eines Schiffes durch einen querverschieblich gesteuerten Wagen. Durch die Verschiebung des Wagens in Querrichtung des Schiffes wird durch das Wagengewicht um die Längsachse des Schiffes ein Moment erzeugt, das den Momenten, die das Schiff. zu Rollschwingungen anfachen bzw. das Schiff schräg legen, entgegenwirkt.
Zum Antrieb des auf Schienen rollenden Wagens sind Einrichtungen, wie Teleskopgestänge, hydraulische Teleskopzylinder und Zahnstangenantriebe mit auf dem Wagen angeordneter Antriebsvorrichtung bekannt. Alle diese Einrichtungen erfordern verhältnismäßig viel Platz und erhöhen das Anlagengewicht beträchtlich.
Gemäß der Erfindung ist der Wagen durch eine losearme Triebverbindung mit einer ortsfesten elektrischen Antriebsvorrichtung verbunden (Fig. 2a). Durch die ortsfeste Aufstellung der Wagen- antriebsvorrichtung brauchen zur Übertragung der elektrischen Antriebsenergie keine bewegten elektrischen Zeitungen vorgesehen zu werden. Vorzugsweise wird zur Kraftübertragung von der ortsfesten Antriebsvorrichtung zum Wagen eine Kugelspindel bzw. eine Rollenspindel verwendet, also Elemente, die mit sehr großem Wirkungsgrad arbeiten und einen reversiblen Energiefluß zwischen Steuerung und Wagen von vornherein ermöglichen. Die Kugel- bzw. Rollenspindel kann durch einen in Leonardechaltung arbeitenden Elektromotor angetrieben werden. Zur Erzielung eines geringen Anlagengewiehtes und zur Vermeidung von Übersetzungsgetrieben wird die Spindel, die zweckmäßig als Hohlspindel auszuführen ist, über eine Zahnkupplung unmittelbar mit der Motorwelle verbunden. Durch diese Art der Verbindung wird von vornherein zwischen Motor und Spindel zum Ausgleich von Defotmationen und Verschiebungen eine erforderliche Längs- und Winkelbeweglichkeit ermöglicht.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigts Fig. 1 einen Querschnitt durch den unteren Teil eines Schiffsrumpfes mit einer Anlage zur Querstabilisierung eines Schiffes, Fig.2a eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Gegenstand, Fig.2b eine Ausbildung der Kupplung zwischen dem elektrischen Antrieb und der Triebverbindung gemäß Fig. 1, Fig.2c einen Schnitt durch ein Laufrad des Wagens und durch ein Schienenbett gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Schiff bezeichnet, in dem ein auf Schienen 3 verschiebbarer Wagen 2 angeornet ist. Bei der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung ist dieser Wagen 2 über eine lesearme Triebverbindung mit einer ortsfesten elektrischen Antriebsvorrichtung verbunden. Als elektrische Antriebsvorrichtung kann beispielsweise ein nicht näher dargestellter Leonardantrieb dienen, der von einer Regeleinrichtung in Abhängigkeit vom Schlingerwinkel, der Schlingerwinkelgeschwindigkeit, dem Schlingerwinkelzeitintegral und gegebenenfalls weiteren Größen gesteuert wird. Die wichtigste Komponente zur Steuerung des Wagens ist die Schlingerwinkelgeschwindigkeit. Wird die Steuerung so ausgelegt, daß der vom Wagen zurückgelegte Weg proportional der Schlingerwinkelgeschwindigkeit ist, dann wird der Wagen auf das Schiff ein Moment proportional der Schlingerwinkelgeschwindigkeit ausüben und dieses Moment dämpft die Rollbewegungen des Schiffes. Das Verhältnis zwischen Schlingergeschwindigkeit und Wagenweg wird dabei so gewählt, daß die Rollbewegung des Schiffes nach der im Meßinstrunentenbau üblichen "Oszillographendämpfung" optimal gedämpft wird. Die Steuerungs-

Dabei kann zur Erzielung eines möglichst kleinen Trägheitsmomentes der antreibenden Maschinenelemente die Spindel 5 selbst als Hohlspindel ausgebildet sein und an ihrem einen Ende ein Zahnrad 10 mit Innenverzahnung tragen, in das ein auf der Welle 1 des Antriebsmotors 4 angeordnetes Gegenzahnrad 12 mit Außen- verzahnung eingreift.
Wie Fig. 2c°zeigte wird der Wagen durch in Zapfen 20 gelagerte Laufräder 13 mit Spurkränzen 14 auf den Schienen 3 geführt, die über Schwellen 15 auf dem Doppelboden 16 des Schiffes 1 angeordnet sind. Zur Geräuschdämpfung ist es zweckmäßig, als Schwellen Metallschwellen zu verwenden, und zwischen diesen und dem Doppelboden 16 des Schiffes Dämpfungsplatten, insbesondere Schwingmetallplatten 17 anzuordnen. Die Schienen "3 können beispielsweise auch auf Holzschwellen angeordnet werden. Zur weiteren Geräuschminderung kann man ferner zwischen dem Kranz des Rades 13 und Radnabe 18 eine elastische Zwischenlager z.B. ein Gewebe 19 einlegen.
Um bei außergewöhnlich großen Schiffsbewegungen ein Herausspringen des Wagens 2 aus den Schienen zu verhindern, ist an dem Rahmen 21 ein Anschlag 22 angeordnet.
Wie man aus Fig. 2a ersehen kann, sind in der Nähe der Spindelenden Endlagenschalter 23 zur Begrenzung des Wagenweges angeordnet. Ferner ist die Spindel 16 mit einer Bremstrommel 24 versehen, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Wagenweges selbsttätig betätigt wird. Von einem Rückmelder 25 wird die Wagengeschwindigkeit und der Wagenweg auf die Regeleinrichtung des elektrischen Antriebes übertragen.
Zur einwandfreien Nitabilisierung des'Schiffes ist es erforderlich, das Gewicht des Wagens 2 an die jeweils gegebenen Verhältnisse anzupassen. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, ist es zweckmäßig, den Wagen 2 aus einem Traggestell 26 mit aufsetzbaren Kästen 27 zu bilden, die mit einer schweren Masse, insbes. mit Blei, gefüllt und nach Art von Bauelementen eines Baukastensysteme ausgebildet sind (Fig. i, 2a). Dadurch können die von dem Wagen 2 ausgeübten Momente durch Hinzu- und Wegnehmen von Kästen 27 in einfacher Weise verändert werden.

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zur Tilgung bzw. Dämpfung der Rollbewegungen eines Schiffes durch einen querverschieblich gesteuerten Wagen, dadurch gekennzeichnet, daB der Wagen (2) durch eine losearme Triebverbindung mit einer ortsfesten elektrischen Antriebsvorrichtung verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (2) über eine mit großem Wirkungsgrad arbeitende Spindel (5) mit Spindelmutter (8) mit der ortsfesten elektrischen Antriebsvorrichtung verbunden ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsseite der Spindel (5) mit einer winkel- und längsbeweglichen Kupplung (6) versehen ist.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmutter (8) mit dem Wagen (2) durch ein Kreuzgelenk (7) verbunden ist derart, daß sie sich relativ zum Wagen um zwei zueinander senkrechte Achsen drehen und in Richtung dieser Achsen verschieben kann.
5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (5) in einem schiffsfesten Zager (9) in radialer und axialer Richtung geführt ist.
6. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (5) als Kugel- bzw. Rollenspindel ausgebildet ist.
7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (5) als Hohlspindel ausgebildet ist. B.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (6) als Zahnkupplung ausgebildet i,u.
9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (2) durch Laufräder (13) mit Spurkranz (14) auf Schienen (3) mit Metallschwellen (15) geführt ist, die auf Dämpfungsplatten, insbes. Schwingmetallplatten (17), angeordnet sind.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- schen dem Kranz des Rades (13) und der Radnabe (18) eine elastische Zwischenlage (19) eingelegt ist.
11. Änordnung-nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (2) aus einem Grundgestell (26) mit auf setzbaren Kästen (27) nach Art eines Baukastensystems besteht, die mit einer schweren Masse, insbes. mit Blei, gefüllt sind. 12.,Änordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste elektrische Antrieb von einer Regeleinrichtung in Abhängigkeit vom Schlingerwinkel, der Schlingerwinkelgeschwindigkeit und dem Schlingerwinkelzeitintegral gesteuert wird.