DE613156C - Stabilisierungsanlage fuer Schiffe - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 13. MAI 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 65 a² GRUPPE

Siemens Apparate und Maschinen G. m. b. H. in Berlin*)

Stabilisierungsanlage für Schiffe Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. August 1933 ab

Es sind Tankstabilisierungsanlagen für Schiffe bekannt, deren Flüssigkeitstanks durch eine Luftleitung verbunden sind. In die Luftleitung ist dabei eine Drosselklappe eingeschaltet, die über vom Schlingerwinkelanzeiger auslösbare Relais gesteuert wird.

Weiterhin ist es bekannt, bei derartigen Tankstabilisierungsanlagen an die Luftleitung ein Druckluftgebläse zur Veränderung des Flüssigkeitsinhaltes der Tanks anzuschließen und die Förderleistung der Druckluft durch eine Drosselklappe zu verändern, die unabhängig von der Umsteuerung der Strömungslichtung der Druckluft durch eine auf die bei- derseitigen Maximal amplituden der Schiffsschwingungen ansprechende elektrische Kontaktvorrichtung verstellt wird. Gleichzeitig wird die Drosselklappe dabei auch noch in entgegengesetztem Sinne durch eine Rückführungsvorrichtung beeinflußt, derart, daß sie sich entsprechend den Mittelwerten der Maximalamplituden der Schiffsschwingungen einstellt.

Bei der zuletzt erwähnten Stabilisierungsanlage gelangen Sonderausführungen für die einzelnen zur Steuerung der Drosselklappe vorgesehenen Teile zur Anwendung. Die Erfindung bezweckt, diese bekannte Stabilisierungsanlage in der Hinsicht zu vereinfachen, daß sie unter Zuhilfenahme von nur üblichen Konstruktionsteilen ausführbar ist. Zugleich wird durch die Erfindung die Möglichkeit geschaffen, die Steuerung mehr zwangjläufig zu machen sowie sie noch weitergehend an die jeweils vorliegenden Seegangsverhältnisse anzupassen und damit die Genauigkeit des Arbeitens der Stabilisierungsanlage im Bedarfsfalle zu erhöhen. Diese Vorteile werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Bewegung der Drosselklappe über ein Diffe- ^₀ rentialgetriebe durch zwei Motoren erfolgt, von denen der eine von der Kontaktvorrichtung über zu Gruppen zusammengefaßte Relais derart gesteuert wird, daß die Dauer seiner Einwirkung auf die Drosselklappe der entsprechend der Größe des Schlingerwinkels eingeschalteten Anzahl der Relais entspricht, während der andere als Rückführungsvorrichtung dienende Motor bei jedem Lauf des Verstellmotors eingeschaltet wird und stets in entgegengesetztem Sinne auf die Drosselklappe einwirkt. Der als Rückführungsvorrichtung dienende Motor treibt das , eine Triebrad des Differentialgetriebes zweckmäßig unter Zwischenschaltung einer Übersetzung ins Langsame an.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Wilhelm Francke in Berlin-Spandau.

ein Prinzipbild, Fig. 2 ein Beispiel für die Schaltung und Fig. 3 eine Abänderung der Schaltung nach Fig. 2.

In Fig. ι sind zu beiden Seiten eines Schiffes ι zwei Flüssigkeitstanks 2 und 3 vorgesehen, die durch eine Luftleitung 4 miteinander in Verbindung stehen. An der Luftleitung 4 ist eine Nebenschlußleitung 5 vorgesehen, mittels welcher über einen Zweiwegehahn 6 die Anschlußleitung 7 für ein Gebläse 8 in Verbindung steht. In dem Beispiel ist angenommen, daß das Gebläse 8 ständig in Betrieb ist und in der durch die Pfeile 9, angedeuteten Richtung wirkt. Mittels einer nicht dargestellten Einrichtung wird der Zweiwegehahn 6 entsprechend der Richtung der Schiffsschwankungen von Hand oder selbsttätig verstellt.

Um nun die Leistung des Gebläses 8 bei einer derartigen Tankstabilisierungsanlage zu regeln, ist in der Luftleitung 4 eine Drosselklappe 10 eingebaut, die durch eine Steuereinrichtung 11 entsprechend der Größe der Schiffsschwankungen mehr oder weniger geöffnet wird. An Stelle der Klappe 10 oder gleichzeitig mit dieser kann von der Regeleinrichtung 11 auch noch eine zweite Klappe 12 gesteuert werden, die in die Anschlußleitung 7 für das Gebläse '8 eingebaut werden kann. Zwischen den Anschlußstellen der Umgehungsleitung 5 ist schließlich noch ein Absperrschieber 13 vorgesehen.

In Fig. 2 ist eine beispielsweise Ausführungsform -für die Regeleinrichtung 11 der Fig. ι veranschaulicht. Auf einer Kontaktbahn 14 wird entsprechend den Schiffsschwankungen eine Schleifbürste 15 verstellt. Die Kontaktbahn 14 besteht aus einer größeren Anzahl, beispielsweise 20 Einzelkontakten. Je zwei dieser Einzelkontakte, die gleich weit von der gezeichneten Nullstellung der Schleifbürste 15 entfernt liegen, sind untereinander verbunden. Die Kontakte sind mittels eines Kabels 16 an eine Verteilerklemmleiste 17 angeschlossen. Diese Klemmleiste enthält noch einen zusätzlichen· Kontakt 18, der mit der Schleifbürste 15 und dem negativen Pol einer Stromquelle in Verbindung steht.

Je zwei bzw. drei der aufeinanderfolgenden Kontakte der Klemmleiste 17 sind miteinander verbunden und die so entstandenen Kontaktgruppen an die vier ersten Kontakte einer zweiten Klemmleiste 19 angeschlossen. An diese Kontakte ist der eine Pol je eines Relais 20, 21, 22 und 23 angelegt. Der andere Pol der Relais 20 bis 23 ist über die vier nächsten Kontakte der Klemmleiste 19 und über ein Kabel 24 mit den Kontakten 25, 26, 27 und 28 verbunden, die an den positiven Pol der Stromquelle angeschlossen sind und durch Nockenscheiben 29, 30, 31, 32 betätigt werden. Die Nockenscheiben 29 bis 32 sind auf einer gemeinsamen Welle 33 befestigt. Diese Welle 33 wird über ein Differentialgetriebe 34 verstellt. Das eine Sonnenrad 35 wird über ein Schneckengetriebe 36 von einem Motor 37 angetrieben, dessen Ankerstromkreis mittels Leitungen 38 über die Kontakte 20', 21', 22' und 23' der Relais 20 bis 23 geführt ist. In den Ankerstromkreis des Motors 37 ist außerdem noch ein Regelwiderstand 39 eingeschaltet. Die Feldwicklung 40 des Motors 37 ist an die beiden letzten Kontakte der Klemmleiste 19 angeschlossen, die ihrerseits über einen Schalter 41 ebenso wie die Relaiskontakte 20' bis 23' an eine Stromquelle angeschlossen werden können.

Das zweite Sonnenrad 42 des Differentialgetriebes 34 wird über ein Schneckengetriebe 43 von einem Hilfsmotor 44 verstellt, dessen Ankerstromkreis über einen Regelwiderstand 45 und über einen Kontakt 47 und dessen Erregerwicklung 46 unmittelbar an eine Stromquelle angeschlossen sind. Der Kontakt 47 wird durch eine Nockenscheibe 48, die an der Welle 33 befestigt ist, bei jeder Abweichung der Welle 33 aus der gezeichneten Stellung geschlossen und damit der Motor 44 eingeschaltet. Über ein Zahnradgetriebe 49 wird die Welle 50 der Drosselklappe 10 verstellt. Um die Stellung der Drosselklappe 10 mit der Stellung der Welle 33 erstmalig in Übereinstimmung zu bringen bzw. die Nullstellung der Klappe verändern zu können, ist auf der Achse 50 der Drosselklappe 10 ein einstellbares Kupplungssegment 51 vorgesehen; in dem Beispiel ist eine maximale Winkeldrehung der Welle 33 um 120⁰ und der Drosselklappe 10 um 6o° angenommen.

Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung ist wie folgt:

Treten Schiffsschwankungen auf, so wird der Kontakt 15 gegenüber der Kontaktbahn 14 entsprechend der Größe und Richtung der Schwankungen aus der gezeichneten Nullstellung verstellt, wodurch eins oder mehrere der Relais 20 bis 23 eingeschaltet werden, z. B. die Relais 20 und 21. Man kann durch die Zusammenschaltung der einzelnen Kontakte der Kontaktbahn 14 und ihre gruppenweise Verbindung mit der Klemmleiste 17 die Anordnung, z. B. so treffen, daß bei einem Schlingerwinkel unter 2° nur das Relais 20, bei einem Schlingerwinkel zwischen 3 und 4⁰ das Relais 21, bei einem Schlingerwinkel zwi- ?chen 5 und 7° das Relais 22 und bei noch größerem Schlingerwinkel das Relais 23 eingeschaltet wird. Sind in dem Beispiel bei einem Schlingerwinkel zwischen 3 und 4⁰ die Relais 20 und 21 eingeschaltet, so wird über ihre Kontakte 20' und 21' und den eingelegten Schalter 41 der Ankerstromkreis des Motors

37 geschlossen. Dieser läuft an und verstellt über das Schneckengetriebe 36 und das Differentialgetriebe 34 die Welle 33. Diese Verstellung wird über das Zahnradgetriebe 49 auf die Drosselklappe 10 übertragen. Gleichzeitig wird aber auch nach geringer Drehung der Welle 33 die Nockenscheibe 48 außer Berührung mit dem Kontakt 47 gebracht, über den nunmehr der Hilfsmotor 44 eingeschaltet

to wird. Dieser dreht über das Schneckengetriebe 43 das Sonnenrad 42 in entgegengesetztem Sinne wie das Sonnenrad 35. Wie dargestellt, sind verschiedene Übersetzungen in den Schneckengetrieben 36 und 43 vorgesehen. Man kann diese Übersetzungen beispielsweise so wählen, daß der Motor 37 in kurzer Zeit die Drosselklappe 10 vollständig öffnet, wenn er allein läuft, und daß der Motor 44 die Drosselklappe 10 sehr langsam vollständig schließt, wenn er allein läuft.

Wie ersichtlich, sind die Nockenscheiben 29 bis 32 verschieden eingestellt, so daß sie nach einiger Zeit ihre Kontakte 25 bis 28 öffnen und damit die Stromkreise der Relais 20 bis 23 unterbrechen. Durch das Abfallen dieser Relais wird dann auch wieder der Ankerstromkreis des Motors 37 unterbrochen, so daß nunmehr der Motor 44 allein läuft und die Drosselklappe 10 wieder in die Schließstellung überführt. Die Schließbewegung der Drosselklappe 10 dauert so lange an, bis durch das nach der anderen Seite hin schlingernde Schiff der Motor 37 evtl. wieder eingeschaltet wird und die Klappe wieder öffnet. . 35 Wird der Schlingerwinkel dauernd kleiner, so wird durch den Motor 44 die Öffnung der Klappe auf den dieser Stufe entsprechenden Wert zurückgeführt. Wird der Schlingerwinkel dauernd o°, so dreht der Motor 44 die Klappe in ihre Anfangslage zurück. Er wird in dieser Stellung durch die Nockenscheibe 48 und deren Kontakt 47 wieder ausgeschaltet. Die Regelwiderstände 39 und 45 im Ankerstromkreis der Motoren 37 und 44 dienen zur schnelleren Abbremsung und gegebenenfalls auch zur weiteren Regelung der Geschwindigkeit der Motoren.-

In Fig. 3 ist eine Abänderung der Ausführung nach Fig. 2 veranschaulicht. Der Schleifkontakt 15 und die Kontaktbahn 14 stimmen überein mit der Einrichtung nach Fig. 2, lediglich mit dem Unterschied, daß nach Fig. 3 die ersten beiden Kontaktpaare der Kontaktbahn 14 mittels einer Leitung 52 miteinander verbunden sind und mittels einer Leitung 53 mit einem Verzögerungsrelais 54 in Verbindung stehen. Mittels der Leitungen 55 und 56 ist der Kontakt 54' des Verzögerungsrelais mit dem Stromkreis des Hilfsmotors 44 in nicht näher dargestellter Weise mittelbar über Relais und unmittelbar in Verbindung. Dadurch wird erreicht, daß bei kleinen Schlingerwinkeln, die einer Verstellung des Schleifkontaktes 15 höchstens bis zu dem zweiten Einzelkontakt der Kontaktbahn 14 von der dargestellten Nullstellung aus gerechnet entsprechen, die Drosselklappe geschlossen bleibt, ferner, daß bei größeren Schlingerwinkeln (über + 2°) die Drosselklappe entsprechend geöffnet wird und geöffnet bleibt, da der Verzögerungsrelaiskontakt 54' nicht zum Ansprechen gekommen ist. Erst wenn die Schlingerbewegungen des Schiffes dauernd unter den am Kontakt 15 beispielsweise eingestellten Wert von +2° abgedämpft sind, wird durch Kontakt 54' der Hilfsmotor 44 eingeschaltet und damit die Drosselklappe geschlossen.

Der Unterschied gegen die in Fig. 2 dargestellte ist also der, daß der Hilfsmotor erst eingeschaltet wird, wenn die Schlingerbewegung des Schiffes dauernd unter einen bestimmten Wert sinkt, während bei der Schaltung nach Fig. 2 der Hilfsmotor dauernd die Klappe in die Nullstellung zu drehen sucht.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Stabilisierungsanlage für Schiffe mit durch eine Luftleitung verbundenen Flüs- g₀ sigkeitstanks, deren Flüssigkeitsinhalt durch ein an die Luftleitung angeschlossenes Druckluftgebläse gesteuert wird, und einer die Fördermenge der Druckluft verändernden Drosselklappe, die unabhängig von der Umsteuerung der Strömungsrichtung der Druckluft durch eine auf die beiderseitigen Maximalamplituden der Schiffsschwingungen ansprechende elektrische Kontaktvorrichtung verstellt wird und unter der gleichzeitigen Beeinflussung einer entgegengesetzt wirkenden Rückführvorrichtung sich entsprechend den Mittelwerten der Maximalamplituden einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Drosselklappe (10) über ein Differentialgetriebe (35, 34, 42) durch zwei Motoren (37, 44) erfolgt, von denen der eine (37) von der Kontaktvorrichtung (15, 14) über zu Gruppen zusammenge- no faßte Relais (20 bis 23) derart gesteuert wird, daß die Dauer seiner Einwirkung auf die Drosselklappe (10) der entsprechend der Größe des Schlingerwinkels eingeschalteten Anzahl der Relais (20 bis n₅ 23) entspricht, während der andere als Rückführungsvorrichtung dienende Motor (44) bei jedem Lauf des Verstellmotors (37) eingeschaltet wird (Kontakt 47) und stets in entgegengesetztem Sinne auf die Drosselklappe (10) einwirkt.

2. Stabilisierungsanlage nach An-

Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromkreise für die beiden Motoren (37 und 44) über Kontakte (25 bis 28 und 47) geführt sind, die auf einer gemeinsamen, die Drosselklappe antreibenden Welle (33) angebracht sind.

3. Stabilisierungsanlage nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Kontakte der Kontakteinrichtung (15,14) über ein Verzögerungsrelais (54) geführt sind, das den als Rückführungsvorrichtung dienenden Motor (44) bei kleinen Schlingerbewegungen zur Aufrechterhaltung der Schließstellung der Drosselklappe (10) veranlaßt, bei größeren Schlingerwinkeln aber so lange geöffnet hält, bis die Schlingerbewegung dauernd abgedämpft ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen