DE618839C - Steuereinrichtung fuer Stabilisierungsanlagen, insbesondere fuer Schlingertankanlagen auf Schiffen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 17. SEPTEMBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 65 a² GRUPPE

Steuereinrichtung für Stabilisierungsanlagen, insbesondere für Schlingertankanlagen auf Schiffen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. November 1933 ab

Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung von Stabilisierungsanlagen «in der Weise, daß nicht nur die periodischen Schwankungen des zu stabilisierenden Körpers, z. B. Schiffes, gedämpft, sondern auch Schieflagen, ζ. B. Schlagseiten des Schiffes, mehr oder minder ganz ausgeglichen werden. Die Regelvorrichtung, an welche -die die stabilisierenden Momente erzeugende Anlage angeschlossen ist, ist zu diesem Zweck in bekannter Weise zunächst entsprechend dem Schwankungswinkel des zu stabilisierenden Körpers, oder einer dem periodischen Verlauf dieses Schwankungswinkels annähernd entsprechenden Steuergröße und außerdem noch in Abhängigkeit von dem mittleren Schief lagenwinkel des zu stabilisierenden Körpers einstellbar. Dieser mittlere Schieflagenwinkel wird in bekannter Weise in einer Dämpfungs-Vorrichtung ermittelt, die entsprechend dem Schwankungswinkel des zu stabilisierenden Körpers periodisch verstellt wird. Die Steuereinrichtung ist an diese beiden Steuergeräte so angeschlossen, daß sie entsprechend der Differenz der Ausschläge beider Steuergrößen eingestellt wird. Solange die Schwankungen des zu stabilisierenden Körpers periodisch verlaufen, überträgt die Dämpfungs- \Orrichtung keine oder doch nur eine sehr geringe Steuerbewegung auf die Schalteinrichtung; sobald jedoch aperiodische Schwankungen oder lediglich konstante Schieflagen des zu stabilisierenden Körpers auftreten, muß der Steuereinfluß der Dämpfungsvorrichtung überwiegen, damit die stabilisierenden Momente im wesentlichen oder allein zum, Ausgleich der in dieser Dämpfungsvorrichtung bestimmten Schräglage des Schiffes o. dgl. dienen.

Es hat sich nun bei durch die vorerwähnte Regeleinrichtung gesteuerten Stabilisierungsanlagen gezeigt, daß die Steuerwirkung der _; Dämpfungsvorrichtung ßei aperiodischen Schwankungen des zu stabilisierenden Körpers, insbesondere bei Beginn einer Schräglage, unter Umständen zu spät erfolgt, weil die Dämpfungsintensität der Vorrichtung, die zwar einstellbar, aber nicht geregelt wird, in solchen Fällen zu groß ist. Dies führt dazu, daß infolge Überwiegens der dem periodisehen Schwankungswinkel entsprechenden Hauptsteuergröße die Stabilisierungsanlage zunächst so gesteuert wird, daß sie die Schräglage des Schiffes noch erhöht und erst in dem Augenblick, wo der von der Dämpfungsvorrichtung erhaltene Steuerwert größer als der Hauptsteuerwert wird, in dem Sinne umgeschaltet wird, daß sie wirksame Gegenmomente für die Schräglage des Schiffes erzeugt.

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

Dr, Hermann Hort in Berlin-Charlottenburg.

Um diesen Nachteil zu beheben, wird bei Stabilisierungsanlägen der erwähnten Art erfindungsgemäß die Dämpfungsintensität der einen der mittleren Schräglage des Schiffes entsprechenden Steuerwert erzeugenden Dämpfungsvorrichtung zeitweilig verringert, .so daß die in dieser Dämpfungsvorrichtung aufgespeicherten Schwankungs- bzw. Schräglagenwinkel des- Schiffes schneller zur Auswirkung kommen können. Infolgedessen wird bei Schieflagen des Schiffes der von dieser Dämpfungsvorrichtung erhaltene Steuerwert sehr schnell den den periodischen Schwankungen entsprechenden Steuerwert überwiegen, so daß frühzeitig eine Umschaltung der Stabilisierungsanlage in dem Sinne erfolgt, daß sie Gegenmomente für die Schrägläge des Schiffes erzeugt.

Die zur selbsttätigen Verringerung der ao Dämpfungsintensität der Dämpfungsvorrichtung dienenden Mittel, die bei einer hydraulischen Dämpfungsvorrichtung beispielsweise in einem das· Drosselventil der hydraulischen Dämpfungsvorrichtung einstellenden Elektromagneten bestehen können, sind zweckmäßig an dieselbe Schaltvorrichtung angeschlossen, welche die Umschaltung der Stabilisierungsanlage bewirkt, und zwar in dem Sinne, daß der das Drosselventil öffnende Elektromagnet in der Nullstellung der Schaltvorrichtung eingeschaltet wird. Statt dessen oder außerdem können die Mittel zur selbsttätigen Verringerung der Dämpfungsintensität der Dämpfungsvorrichtung auch durch eine die Beschleunigungen der Schwankungen des zu stabilisierenden Körpers messenden Beschleunigungsmesser betätigt werden. Dieser Beschleunigungsmesser ist in seinen Ausschlägen so stark gedämpft, daß er nur auf die bei aperiodischen Schwankungen des Schiffes auftretenden außergewöhnlich hohen Beschleunigungen anspricht und dann eine Verringerung der Dämpfungsintensität und damit eine Vergrößerung des von der Dämpfungsvorrichtung erhaltenen Steuerwertes herbeiführt, so daß ebenfalls wieder eine rechtzeitige Umschaltung der Stabilisierungsanlage zwecks Erzeugung eines Gegenmomentes für die aperiodische Schräglage 50. des zu stabilisierenden Körpers erfolgt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden an Hand der Zeichnung in Anwendung auf eine Schlingertankanlage für Schiffe ausführlich beschrieben, Fig. ι zeigt in schematischer Darstellung eine vollständige Stabilisierungsanlage; In Fig. 2 ist eine geänderte Ausführung der Steuereinrichtung dargestellt, bei -welcher die Dämpfungsintensität der Dämpfungsvorrichtung durch einen Beschleunigungsmesser regelbar ist.

Fig. 3 bis 5 dienen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steuerung.

In der oberen Hälfte der Fig. 1 ist eine an, sich bekannte Tankstabilisierungsanlage für Schiffe angegeben, bei der die Lufträume der an den Bordseiten des Schiffes angeordneten Tanks 1 und 2 zunächst durch eine Leitung 3 'mit darin eingebauter Abschließklappe 4 miteinander verbunden sind. Zu beiden Seiten der Abschließklappe 4 führen von der Luftverbindungsleitung 3 Leitungen 5 und 6 zu dem Zweiwegehahn 7, an welchen die Saugleitung 9 und die Druckleitung 8 eines dauernd laufenden Zentrifugalgebläses 10 angeschlossen sind. Der die Förderrichtung des Geblases 10 steuernde Zweiwegehahn 7 ist über das auf seiner Achse befestigte Stirnradsegment 11 und die Zahnstange 12 von der gemeinsamen Kolbenstange 13 zweier Steuerzylinder 14' und 14" umschaltbar, welche an den Steuerschieber 15 angeschlossen sind. Dieser Steuerschieber besitzt drei kleine Steuerkolben 15', 15" und 15'", die in der gezeichneten Nullstellung die Druckleitung ΐζ^α und die Saugleitung 15 der Zahnradölpumpe 16 abschließen. Der Steuerschieber wird in noch zu erläuternder Weise über die beiden Winkelhebel 17 und 18 von den beiden Elektromagneten 19 und 20 betätigt. In der Druckleitung der Ölpumpe 16 ist eine Drosselklappe 21 eingebaut, die über den Winkelhebel 22 von dem Elektromagneten 23 einstellbar ist.

An den Steuerschieber 15 sind außer den beiden Steuerzylindern 14' und Ί4", welche den Zweiwegehahn 7 umschalten, über Leitungen 24 und 215 auch die beiden Steuerzylinder 26 und 27 angeschlossen, welche mittels ihrer Kolbenstangen die Abschließklappe4 betätigen. Schließlich ist in der Luftverbin- - dungsleitung 3 der beiden Tanks eine Regelklappe 28 eingebaut, die über das Gestänge 29 von der Kolbenstange 30 eines hydraulischen Dämpfungszylinders 31 eingestellt wird, dessen Kolben 31' entgegen der Kraft einer Feder 32 durch den Elektromagneten 33 verstellbar ist. Der Elektromagnet 33 erhält in noch zu erläuternder Weise eine Erregung proportional den Maximalausschlägen des Schiffes, so daß der Kolben 31' in dem Zylinder entgegen der Kraft der Feder 32 um einen den Maximalausschlägen des Schiffes entsprechenden Betrag nach unten verschoben wird. In dem Kolben 31' sind Rückschlagventile 31" so eingebaut, daß sie bei der durch den Elektromagneten 33 bewirkten Verschiebung des Kolbens nach unten geöffnet, bei der durch die Feder 32 bewirkten Verschiebung des Kolbens nach oben hin jedoch geschlossen sind und demzufolge die durch die Feder bewirkte Rückführung des Kolbens dämpfen.

Die Dämpfungsintensität bei dieser Rückführung kann durch ein in der Umlaufleitung 33 des Dämpfungszylinders 31 eingebautes Drosselventil 33' eingestellt werden.
Die in der unteren Hälfte der Fig. 1 angegebene Steuereinrichtung für die beschriebene Tankstabilisierungsanlage wird durch.. die Welle 3,5 betätigt, der von einem den Schlingerwinkel des Schiffes messenden Kreisel, Pendel o. dgl. der Schlingerwinkel zugeleitet wird. Dieser Schlingerwinkel wird zunächst über Kegelräder 36 mit einer Übersetzung ins Langsame auf die Kontaktarme 37 und 38 übertragen. Er wird außerdem über die Kegelräder 39, welche ein Übersetzungsverhältnis von ι: ι haben, auf eine Welle 40 geleitet, an welche das innere Ende der Spiralfeder 41 befestigt ist,, deren äußeres Ende an dem Federgehäuse 41' angreift. Mit diesem

ao Federgehäuse stehen über die Arme 42' und 42" außerdem die Kolben 43' und 44' der beiden mit Flüssigkeit gefüllten Dämpfungszylinder 43 und 44 in Verbindung. In eine zwischen den beiden Zylindern 43 und 44 verlaufende Leitung 45 ist das die Dämpfungsintensität der beiden hydraulischen Zylinder regelnde Drosselventil 46 eingebaut, welches von dem Elektromagneten 47 entgegen der Kraft der Feder 48 einstellbar ist. An dem Eisenkern des Elektromagneten 47 ist außerdem der Kolben 49' eines weiteren hydraulischen Dämpfungszylinders 49 befestigt; der Zylinder besitzt wiederum eine Umlauf leitung 50 mit einstellbarem Drosselventil 50'. In dem Kolben 49' sind zweckmäßig Durchflußkanäle mit Rückschlagventilen vorgesehen, welche bei Verschiebung des Kolbens 49' durch den Elektromagneten 47 nach links hin beispielsweise geschlossen sind, .bei Rückführung des Kolbens durch die Feder 48 nach rechts hin jedoch beispielsweise geöffnet sind.

Die die Intensität der Dämpfung der Bewegung des Federgehäuses 41' bestimmende Drosselklappe 46 ist für gewöhnlich annähernd geschlossen, so daß die von der Welle 3.5 aus bewirkte periodische Spannung der Feder 41 in dem Federgehäuse in der Hauptsache aufgespeichert bleibt, so daß das Federgehäuse mehr oder weniger stillsteht und darum mittels der an ihm angreifenden Stange 51 die Scheibe 52 nur wenig verstellt. An dieser Scheibe sind zunächst Gegenkontaktbahnen 37' und 37" für den entsprechend dem Schlingerwinkel eingestellten Kontaktzeiger 37· angeordnet. An diese Kontakteinrichtung 37, 37', 37" sind die den Steuerschieber 15 einstellenden Elektromagnete 19 und 20 angeschlossen. Außerdem trägt die Scheibe 52 auf ihrer unteren Hälfte den Spannungsteiler 38" mit Nullpotentialpunkt 38', gegenüber welchem der Kontaktarm 38 entsprechend dem Schlinger winkel verstellt wird. An diesen Spannungsteiler ist der Elektromagnet 33 angeschlossen. Schließ- 6g Hch trägt die Scheibe 52 noch einen Gegenkontakt 53 für den Kontaktzeiger 37, der, etwas breiter ist als. der Isolierspalt zwischen den. Kontaktbahnen 37' und 37", und an welchen der die Dämpfungsinfensität der Dämpfungsvorrichtung 41 bis 46 regelnde Elektromagnet 47 angeschlossen ist. Außerdem ist an die Kontakteinrichtung 37, 53 auch der Elektromagnet 23 angeschlossen, der den' Druck in der Druckleitung der. Ölpumpe 16 regelt. Dieser Elektromagnet kann statt dessen auch an eine nicht dargestellte Kontakteinrichtung angeschlossen' sein,_; die durch, das die Drosselklappe 36 einstellende , Gestänge betätigt wird, wenn die Drosselklappe' ganz oder angenähert in Schlußstellung ist.

Zweckmäßig werden im Stromkreis des Elektromagneten 47 noch Schalter angeordnet, die je nach dem herrschenden Seegang sowohl eine dauernde Einschaltung oder eine dauernde Abschaltung des Magneten ermöglichen. '. :

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage sei zunächst für den Fall erläutert, daß die Schiffsschwankungen ziemlich regelmäßig erfolgen und beispielsweise den in Fig. 3 durch die Kurve α angegebenen zeitlichen Verlauf haben. Die Kontaktzeiger 37 und 38 der. Steuereinrichtung machen dann die.ser Kurve α entsprechende periodische Ausschlage. Die Scheibe 52 mit den Gegerikontaktanordnungen bewegt sich hingegen nur wenig, da die Spiralfeder 41 von der Welle 35 innerhalb jeder Schwankungsperiode des Schiffes um fast gleich große Beträge in entgegengesetzten Richtungen gespannt wird und das Federgehäuse 41' diesen Spannungen infolge seiner Kupplung mit den hydraulischen Dämpfern 43 und 44 nur wenig folgen kann. Die die Dämpfungsintensität der -..-Dämpfer 43 und 44 bestimmende Drosselklappe 46 ist nämlich zu Beginn etwa durch eine entsprechende Vorspannung der Feder 48 · so eingestellt, daß sie den Flüssigkeitskanal 45 tio fast ganz abschließt. Jedesmal dann, wenn der Kontaktarm 37 beim Durchgang durch seine Nullage den von der Scheibe 52 getragenen Kontakt 53 überstreicht, wird jedoch der Elektromagnet 47 eingeschaltet, der die Drosselklappe 46 kurzzeitig öffnet, so daß die in diesem Augenblick in der Feder 41 aufgespeicherte Spannkraft sich ziemlich ungehemmt auswirken kann. Die sich bei einer sinusförmigen Schlingerbewegung ergebende Steuerbewegung des Federgehäuse^!' ist in Fig-3 durch die Kurve & dargestellt. Wie

diese Kurve zeigt, ist die von der Dämpfungseinrichtung erhaltene Bewegung gegenüber der primären Bewegung a. sowohl in der Amplitude verringert als auch in der Phase mehr oder minder, etwa um 90°, verschoben. Sie wird immer dann, wenn der Kontaktarm 37 den Gegenkontakt 53 überstreicht, d. i. an 'den Punkten c, ruckweise vergrößert. Die Differenz zwischen beiden Steuerbewegungen, die in Fig. 3 durch die schraffierten Flächen angegeben ist, bestimmt den Ausschlag des Kontaktarmes 37 gegenüber den Kontaktbahnen 37' und 37", wobei in Fig. 3: die punktiert gestrichelten Flächen den Ausschlag des Kontaktarmes 37 auf der Kontaktbahn 37' und die schraffierten Flächen den Ausschlag des Kontaktarmes 37 auf der Gegenkontaktbahn 37" in ihrem zeitlichen Verlauf wiedergeben. In den Punkten c erfolgt also jeweils eine Ausschaltung des einen und eine Einschaltung des anderen der beiden Elektromagnete 19 und 20. Gibt die Kurve α das Ausschwingen der rechten Bordseite des Schiffes mit dem Tank 2 an, so ist ersichtlich, daß der Magnet 19, kurz bevor die rechte Bordseite von unten her durch ihre horizontale Lage schwingt, eingeschaltet wird. Der Steuerschieber 15 wird dann in seine linke Endstellung gezogen, so daß die Kolbenstange 18 von dem Zylinder 14" nach links gedruckt und somit der Zweiwegehahn so umgeschaltet wird, daß· er den Rohrstutzen 5 mit der Saugleitung 9 und den Rohrstutzen 6 mit der Druckleitung 8 des Gebläses 10 verbindet. Das Gebläse fördert also Luft aus dem Tank 1 in den Tank 2. Bei der Umschaltung des Steuerschiebers 15 nach links wird aber gleichzeitig auch der Kolben des Steuerschiebers 27 vor- und der Kolben des Steuerschiebers 26 zurückgezogen, so daß der erstere verhindert, daß die Steuerklappe 4 nach links ausschlagen kann. Letzteres ist erforderlich, da infolge der Förderung des Gebläses der Druck im Tank 2 dauernd steigt, während er im/ Tank 1 dauernd sinkt. Nachdem dann die rechte Bordseite ihre Höchstlage erreicht hat und bereits wieder zurückschwingt, wird, kurz bevor sie ihre horizontale Lage passiert, der Punkt C₂ (Fig. 3) erreicht, in welchen der Kontäktzeiger 37 von der Kontaktbahn 37' auf die Kontaktbahn 37" hinüberwechselt, so daß der Elektromagnet 19 ausgeschaltet und der Elektromagnet 20 eingeschaltet wird. Infolgedessen wird von dem Steuerschieber 15 aus sowohl der Zweiwegehahn 7 umgeschaltet als auch der Kolben des Steuerzylinders 26 vorgedrückt und derjenige des Steuerzylinders 27 zurückgeschoben. Das Gebläse 10 fördert dann Luft aus dem Tank 2 in den Tanki, wobei die Kolbenstange des Steuerzylinders 26 verhindert, daß der Überdruck im Tank 1 sich nach rechts hin ausgleichen kann.

Obwohl gemäß Fig. 3 die Umschaltzeitpunkte der Schalteinrichtung 37, 37' und 37" kurz vor dem Zeitpunkt liegen, in welchem das Schiff durch seine Horizontallage schwingt, so wird doch infolge der in den hydraulischen Einstellvorrichtungen nicht zu vermeidenden Verzögerungen der Umschalt-Zeitpunkt des Zweiwegehahnes 7 wie auch der Auslösezeitpunkt für die Abschließklappe 4 später liegen, so daß die Umschaltung der Steuerklappe 4 und des Hahnes 7 im Augenblick des Durchgangs des Schiffes durch seine mittlere Nullage erfolgt und eine wirksame Förderung durch das Gebläse 10 entsprechend einsetzt. Infolge der in den hydraulischen Einstellvorrichtungen auftretenden Verzögerungen wie auch infolge der Trägheit der in den Tanks 1 und 2 auf und ab zu bewegenden Wassermassen wird also im wesentlichen eine solche Wasserbewegung in den Tanks 1 und 2 entstehen, daß bei periodischen Schiffsschwankungen der Wasserstand im aufwärts schwingenden Tank dauernd größer als im abwärts schwingenden Tank ist. Das durch die Differenz der Wassermassen beider Tanks gebildete wirksame Dämpfungsmoment wirkt also in der ganzen Zeit, in welcher das Schiff in einem bestimmten Sinne schwingt, im gleichen Sinne.

Während durch den Zweiwegehahn 7 und die Abschließklappe 4 lediglich die Richtung der Förderung des Gebläses 10 gesteuert wird, erfolgt die Leistungsregelung durch die von dem Kolben des hydraulischen Zylinders 31 einstellbare Regelklappe 28, wobei in der bereits oben beschriebenen Weise die Verschiebung des Kolbens in dem Dämpfungszylinder 31 den maximalen Ausschlägen des Kontaktarmes 38 auf dem Spannungsteiler 38" entspricht. In dem Gestänge, welches zur Einstellung der Regelklappe 28 durch den Kolben 3-1' des Leistungsreglers dient, wird zweckmäßig noch eine nicht gezeichnete, aus einem hydraulischen Zylinder und einer Rückführfeder bestehende -isostatische Regelvorrichtung eingebaut, welche in an sich bekannter Weise während des Abdämpfens der Schlingerbewegung, beispielsweise von 15⁰ auf 4⁰, eine solche Verkürzung dieses Gestänges herbeiführt, daß die Drosselklappe 28 eine öffnung entsprechend dem ursprünglichen Schlingerwinkel von 15⁰ beibehält, obwohl der Kolben des Leistungsreglers 31 entsprechend dem augenblicklichen maximalen Schlingerwinkel von 4° zurückgeht. Letzteres ist erforderlich, damit die Leistung der Stabilisierungsanlage infolge Abnehmens des Schlingerwinkels nicht vermindert wird, da ja doch die auf das Schiff wirkenden Stör-

momente bei einem bestimmten Seegang ungefähr gleichbleiben.

Schließlich muß auch die Regelgeschwindigkeit der hydraulischen Einstellvorrichtungen für den Zweiwegehahn 7 und die Abschließklappe 4 der Geschwindigkeit der Schiffsschwankungen angepaßt werden. Dies erfolgt durch Regelung des von der Ölpumpe 16 erzeugten Druckes vermittels der Schalt-

to einrichtung 37, 53. Das Drosselventil 21 in der Druckleitung der ölpumpe 16 wird für gewöhnlich durch die Feder 23' mehr oder weniger ganz geöffnet erhalten; nur in dem Zeitpunkt, wo der Kontaktarm 37 durch seine Nullstellung geht und dabei den Kontakt 53 überstreicht, wird der Elektromagnet 23 eingeschaltet, der die Drosselklappe 21 entgegen der Kraft der Feder 23' mehr oder minder weit schließt. Dabei ist diese Schließdauer bzw. Einschaltdauer des Elektromagneten 23 abhängig von der Geschwindigkeit, mit welcher der Kontaktarm 37 durch seine Nullstellung geht. Da diese Geschwindigkeit bei großen Ausschlägen des Schiffes größer ist als bei kleinen und damit langsamen Ausschlägen des Schiffes, so ist ersichtlich, daß der Druck der Druckleitung 15* der ölpumpe 16 im Mittel mit zunehmenden Maximalausschlägen des Schiffes wächst. Er ist dagegen nur sehr gering, wenn der Kontaktarm 37 bei kleinen Schwankungen des Schiffes oder in noch zu erläuternder Weise auch dann, wenn das Schiff nicht schlingert, sondern langsam eine Schlagseite bekommt, auf dem Kontakt 53 verbleibt, so daß das Drosselventil 21 annähernd geschlossen bleibt. Im letzteren Falle erfolgt die Umschaltung des Zweiwegehahnes nur sehr langsam, so daß auch die Förderung des Gebläses 10 nur ganz allmählich einsetzt. Um eine stoßfreie Verstellung der Klappe 21 durch den Elektromagneten 23 zu erreichen, empfiehlt es sich, auch mit dem Magneten 23 eine Dämpfungseinrichtung zu verbinden, ähnlich wie sie beim Magneten 47 vorgesehen ist.

Es seien nun an dem Diagramm gemäß Fig. 4 die Verhältnisse für den Fall erläutert, daß das Schiff, ohne in Schwankungen zu geraten, allmählich eine konstante Schlagseite annimmt. Mit α ist wiederum die Kurve der Schiffsbewegung und damit der Bewegung des Schaltarmes 37 bezeichnet. Es sei z. B. der Fall angenommen, daß die linke Bordseite mit dem Tank 1 sich um den Winkel α neigt. Der Kontaktarm 37 wird dann um den Winkel α langsam nach links ausgelenkt. Würde die Drosselung der hydraulischen Dämpfungsvorrichtung4i bis 46 unveränderlich sein, so würde das Federgehäuse 41' sich nur ganz allmählich, etwa entsprechend dem Verlauf der Kurve b' (Fig. 4), proportional dem Winkel α drehen, so daß die Kontaktbahn 37' und 37" dem Kontaktarm 37 nur ganz allmählich- nachgedreht werden würde, bis dann schließlich beim Erreichen des Punktes d'' (Fig. 4) die Scheibe 52 mit dem Kontaktarm um eben denselben Winkel nachgedreht wäre, den der Kontaktarm 37 zurückgelegt hat. Zum Schluß würde dann schließlich die Verdrehung der Scheibe 52 um den Winkel β größer sein als die Verdrehung des Kontaktarmes 37, entsprechend der zwischen der Welle 35 und dem: Kontaktarm 37 liegenden Übersetzung ins Langsame. Falls demnach die veränderliche Drosselung 46 nicht vorhanden wäre, würde beim Eintreten einer Schieflage in dem angenommenen Sinne zunächst der Magnet 19 eingeschaltet werden, der eine solche Umschaltung des Zweiwegehahnes 7 bewirkt, daß die Pumpe 10 Luft aus dem Tank 1 in den Tank 2 fördert, so daß der Tank 1 auf der tiefer liegenden Bordseite gefüllt und der Tank auf der höher liegenden Bordseite geleert würde. Dies würde aber eine Vergrößerung der Schieflage zur Folge haben, bis schließlich im Punkt d' (Fig. 4) das Gebläse im richtigen Fördersinne eingeschaltet würde. .

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Veränderung der Dämpfungsintensität der ■hydraulischen Dämpfungsvorrichtung wird jedoch erreicht, daß das Gebläse gleich zu Beginn der Schräglage in dem Sinne eingeschaltet wird, daß es Luft aus dem Tank 2 in den tiefer gelegenen Tank 1 fördert und demzufolge gleich zu Beginn eine Füllung des Tanks 2 der höher gelegenen Bordseite und eine Leerung des Tanks 1 der tiefer gelegenen Bordseite bewirkt. Wenn nämlich der Kontaktarm 37 ganz allmählich (entsprechend dem Verlauf der Kurve o) nach links auswandert, so wird er von dem Gegenkontakt 53 zunächst überhaupt nicht abkommen; denn solange der Kontaktarm 37 auf diesem Kontakt steht, ist ja das Drosselventil 46 der hydraulischen Dämpfungseinrichtung nahezu ganz geöffnet, so daß das Federgehäuse der Spannung der Feder 41 entsprechend dem Schräglagenwinkel α ziemlich schnell (gemäß Kurve b") zu folgen vermag und demzufolge die Kontaktscheibe 52 dem Kontaktarm 37 vorauseilt, so daß der Kontaktarm 37 zuerst auf die Kontaktbahn 37" aufläuft. Das hat dann eine Einschaltung des Elektromagneten 20 zur Folge, was dann weiterhin bewirkt, daß das Gebläse Luft aus dem Tank 2 in den tiefer gelegenen Tank 1 fördert. Es wird also nicht erst infolge einer falschen Einschaltung des Gebläses die Schieflage des Schiffes vergrößert, sondern gleich zu Beginn eine solche Wasserverschiebung erzielt, daß die Schräglage des Schiffes behoben wird.

Da der Kontaktarm 37 beim Eintreten der Schief lage in der angegebenen Weise verhältnismäßig lange auf dem Kontakt 53 stehenbleibt, auch dann noch, wenn der Magnet-20 bereits eingeschaltet ist, so ist ersichtlich, daß durch den während dieser Zeit eingeschalteten Magneten 23 der Druck in der Druckleitung i$^d der ölpumpe verhältnismäßig stark abgedrosselt wird, so daß die Förderung des Gebläses 10 nur langsam einsetzt. Dies ist erforderlich, um zu vermeiden, daß schon bei geringen Schieflagen gleich die volle Förderung des Gebläses und damit die Gefahr der Erzeugung von zu großen Gegenmomenten entsteht.

Je nach den Schwingungsverhältnissen des Schiffes und der Wirkungsweise der Stabilisierungsanläge kann es erwünscht sein, neben der beschriebenen Änderung der Dämpfungsintensität der Dämpfungsvorrichtung durch die Schalteinrichtung oder an Stelle derselben auch eine Änderung der Dämpfungsintensität durch einen Beschleunigungsmesser vorzu- * nehmen. Dieser Fall ist in Fig. 2 in schematischer Ausführung, dargestellt. Soweit es sich um die Schalteinrichtungen 37, 37', 37", 38 und 34 sowie um«die Ausbildung der hydraulischen Dämpfungsvorrichtung 41 bis 46 handelt, stimmt die Fig. 2" mit derjenigen nach Fig. 1 überein. Auch die Einstellung der Drosselklappe 46 in der Verbindungsleitung der beiden hydraulischen Dämpfer erfolgt wiederum unter Zwischenschaltung eines Winkelhebels 54 durch einen Elektromagneten 47', dessen Anker wiederum entgegen der Kraft einer Feder 48' verstellbar ist und gleichzeitig mit einer hydraulischen Dämpfung 49" und 49'" versehen ist. Der Elektro- - magnet 47' ist hierbei jedoch an die Kontaktvorrichtung 55 angeschlossen, deren Kontaktzeiger von einem Beschleunigungsmesser getragen wird. Dieser Beschleunigungsmesser ist auf dem Schiff um eine zur Schiffslängsachse parallele Achse 56 drehbar gelagert und iS besteht beispielsweise aus zwei in gleichem Abstand! von diesem Drehpunkt aufgehängten Maßen 57' und 57". Mit dem einen Hebelarm sind Fesselungsfedern 58 verbunden, während an dem anderen Hebelarm der hydraulische Dämpfer 59 mit einstellbarer Drosselung 60 angreift. Die Dämpfung ist so gewählt, daß der Beschleunigungsmesser auf kleinere Beschleunigungen, wie sie die normalen periodischen Bewegungen des Schiffes aufweisen, nicht anspricht. Demzufolge wird gemäß Fig. 5, welche den schematis.chen Verlauf der Schlingerbewegung α und der von der Dämpfungsvorrichtung erhaltenen Steuerbewegung b angibt, die Gesamtsteuerbewegung während der ersten Periode der Schiffsschwankung (bis zum Punkt A) ziemlich regelmäßig verlaufen. Sie weist keine ruckartigen Änderungen auf, da die Drosselung 46 der Dämpfungsvorrichtung ungeändert ' bleibt. Sobald jedoch, etwa infolge einer starken Welle oder einer starken Bö, das Schiff plötzlich eine Schlagseite bekommt (f), so wird der Beschleunigungsmesser die Kontaktvorrichtung 55 betätigen und damit die Drosselung der Dämpfer 43 und 44 der hydraulischen Dämpfungsvorrichtung freigeben, so daß die in der Feder aufgespeicherte Kraft sich frei auswirken kann. Dies bedeutet, daß der Steuereinfluß der Dämpfungsvorrichtung gegenüber der Steuerbewegung des Kontaktarmes 37 bereits in dem kurz darauf folgenden Zeitpunkt/' überwiegt, so daß jenes Relais 19 bzw. 20 eingeschaltet wird, welches durch Umschaltung des Zweiwegehahnes 7 eine Förderung des Gebläses in dem Sinne zur Folge hat, daß der' infolge der plötzlich eingetretenen Schlagseite höher liegende Tank mit Wasser gefüllt und der tiefer gelegene Tank geleert wird.

Es erscheint nicht erforderlich, daß die Be- 8g wegung der Schaltarme 37 und 38 gemäß Fig. ι und 2 genau synchron mit den Ausschlägen des Schlingerwinkelzeigers erfolgt, vielmehr können auch diese Schaltarme durch eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung eingestellt werden, die im Prinzip ebenso ausgebildet ist wie die Dämpfungsvorrichtung 41 bis 46 und die dann ebenfalls von der Welle 35 eingestellt wird. Diese Dämpfungsvorrichtung hat dann jedoch eine stets konstante, und zwar sehr geringe Dämpfung, so daß von ihrem Federgehäuse der Schlingerwinkel fast amplitudengetreu, jedoch in der Phase etwas nacheilend, erhalten wird. Es würden sich also Grundsteuerkurven ergeben, die gegenüber den Kurven α gemäß Fig. 3 bis 5 etwas nach rechts verschoben sind.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Steuereinrichtung für Stabilisierungsanlagen, insbesondere für Schlingertankanlagen auf Schiffen, bei der die stabilisierenden Momente durch die Differenz wenigstens zweier Steuergrößen bestimmt werden, von denen die eine ungefahr gleich dem jeweiligen Schwankungswinkel ist und die andere ungefähr dem mittleren Neigungswinkel des Schiffes entspricht und von einer entsprechend den Schwankungswinkeln einstellbaren u_s Dämpfungsvorrichtung mit regelbarer Dämpfungsintensität erhalten wird, gekennzeichnet durch in Abhängigkeit von den Schiffsschwankungen einstellbare Mittel, durch welche die Dämpfungsintensität der Dämpfungsvorrichtung -während des Betriebes selbsttätig im Sinne eines be-

   schleunigten Ansprechens der gewöhnlich nur auf mittlere Schieflagen ansprechenden Dämpfungsvorrichtung verringerbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Dämpfungsintensität an eine entsprechend der Differenz der beiden Steuergrößen einstellbare Schalteinrichtung der Stabilisierungsanlage derart angeschlossen sind, daß sie nur in der Nullstellung der Schalteinrichtung eingeschaltet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an sich bekannten Beschleunigungsmessers für die Schwankungen des zu stabilisierenden Körpers, der die die Dämpfungsintensität der Dämpfungsvorrichtung verringernden Mittel betätigt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Dämpfungsvorrichtung aus entsprechend den Schwankungswinkeln spannbaren Spiralfedern mit drehbar gelagertem Federgehäuse besteht, dessen Bewegungen durch mit dem Federgehäuse verbundene hydraulische Dämpfer gedämpft ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Regelung der Dämpfungsintensität der hydraulischen Dämpfer vorgesehene Drosselvorrichtung durch einen Elektromagneten einstellbar ist, der an die Schalteinrichtung für die Stabilisierungsanlage bzw. an eine von dem Beschleunigungsmesser betätigte Kontakteinrichtung angeschlossen ist.
5. • 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung von dem Elektromagneten entgegen der Kraft einer Feder, die das Drosselorgan für gewöhnlich annähernd geschlossen hält, im Sinne ihrer Öffnung verstellbar ist.
6. u. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines hydraulischen Stoßdämpfers, dessen KoI-ben zusammen mit der Drosselvorrichtung von dem Elektromagneten verstellbar ist, wobei die Bewegung des Kolbens im Sinne der öffnung des Drosselventils, z.B. durch in Kanälen des Kolbens eingebaute Rückschlagventile, gedrosselt erfolgt, während sie beim Rückgang des Kolbens während der durch die Feder bewirkten Schließung der Drosselvorrichtung ungedämpft ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 2 für Schlingertankanlagen, bei denen die Steuerorgane in den Verbindungsleitungen der Tanks durch hydraulische Servomotoren einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dieselbe Kontaktvorrichtung, an welche die die Dämpfungsintensität verringernden Mittel regelbar angeschlossen sind, auch eine Einstellvorrichtung für einen Druckregler für das Druckmittel der hydraulischen Servomotoren angeschlossen ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 2, 4 oder folgenden, bei der die Schalteinrichtung für die Stabilisierungsanlage aus einem Kontaktarm und -einer mit zwei gegeneinander isolierten Kontaktbahnen versehenen Kontaktscheibe besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe ein weiteres vom Kontaktarm überstrichenes Kontaktstück trägt, das unter- oder oberhalb des Isolierstückes zwischen den beiden Kontaktbahnen angeordnet und vorzugsweise breiter als dieses Isolierstück ist, und daß an die aus diesem Kontaktstück und dem Kontaktarm gebildete Kontaktvorrichtung der die Dämpfungsintensität der Dämpfungsvorrichtung regelnde Elektromagnet angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen