DE660464C

DE660464C - Tank system for damping ship vibrations

Info

Publication number: DE660464C
Application number: DES124828D
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Hort
Original assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Current assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority date: 1936-11-06
Filing date: 1936-11-06
Publication date: 1938-05-25

Description

TagDay

Das Patent 616583 erstreckt sich auf eine Tankanlage zum Dämpfen der Schiffsschwingungen, bei der als Kontrollvorrichtung für die Gleichzeitigkeit der Umschaltung der Steuerorgane mit dem Durchgang des Schiffes durch seine Horizontallage optische oder akustische Signal- oder Anzeigevorrichtungen eingebaut sind. Diese Signal- oder Anzeigevorrichtung wird in der Nähe des Schlingerwinkelanzeigers angeordnet und von dessen Wächter mit beobachtet, der bei zeitlich verschiedener Signalgabe die Steuerorgane so von Hand regelt, daß beide Signale zeitlich zusammenfallen.The patent 616583 extends to a Tank system for damping ship vibrations, used as a control device for the simultaneity of the switching of the controls with the passage of the ship due to its horizontal position, optical or acoustic signaling or display devices are built in. This signal or display device is located in the vicinity of the roll angle indicator arranged and observed by its guard, who at different times Signaling regulates the control organs by hand that both signals coincide in time.

Die Erfindung bildet den Gegenstand des Hauptpatents dahin weiter, daß die Kontrollvorrichtung aus einem Hilfsantrieb zur selbsttätigen Einstellung der Schaltphase des Steuerorgans bezüglich des Steuermeßgerätes und aus einer Schaltvorrichtung besteht, die den Umschaltezeitpunkt des Steuerorgans mit dem Zeitpunkt des Durchganges des Steuermeßgerätes durch einen bestimmten Bahnpunkt vergleicht und bei Ungleichzeitigkeit dieser Punkte den Hilfsantrieb im einen oder anderen Sinne einschaltet, je nachdem, ob der eine oder andere Zeitpunkt früher liegt. Es zeigtThe invention forms the subject of the main patent further that the control device from an auxiliary drive for the automatic setting of the switching phase of the control element with respect to the control measuring device and consists of a switching device with the switching time of the control member the time at which the control measuring device passed through a certain point on the path compares and, if these points are not at the same time, the auxiliary drive in one or activates another sense, depending on whether one or the other point in time is earlier. It shows

Fig. ι eine übliche Tankanlage, auf die die Erfindung u.a. anwendbar ist,Fig. Ι a conventional tank system to which the invention is applicable, inter alia,

Fig. 2 die Kontrollvorrichtung in einem Ausfuhrungsbeispiel,2 shows the control device in an exemplary embodiment,

Fig. 3 einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispieles, 3 shows part of a second embodiment,

Fig. 4 die zugehörige Schaltung und Fig. S das zugehörige Diagramm.FIG. 4 the associated circuit and FIG. 5 the associated diagram.

In Fig. ι stellt 1 das Schiff, 2 und 3 die beiden Tanks dar, die durch eine Luftleitung 4 und einen Flüssigkeitsverbindungskanal 5 untereinander verbunden sind. In der Luftleitung 4 befindet sich eine Abschließklappe 6, die von den beiden hydraulischen DaumenIn Fig. Ι 1 represents the ship, 2 and 3 the two tanks, which are connected by an air line 4 and a liquid connection channel 5 are interconnected. In the air line 4 there is a closing flap 6, that of the two hydraulic thumbs

mit Zylindern 7 und 8 gesteuert wird. Ein Gebläse 9 ist über einen Zweiwegehahn ro und Leitungen 11 und 12 an die Luftleitung 4 angeschlossen.. Der - Zweiwegehahn ι ο wird mittels des Stirnradsegments 13 und der Zahnstange 14 von der Kolbenstange 1.5 zweier Steuerzylinder 16 und 17 aus umgeschaltet. Diese sind an den von den beiden Elektromagneten 18 und 19 betätigten hydraulischen ίο Steuerschieber 20 ,angeschlossen. An diesen Steuerschieber 20 führen ebenfalls die Zuleitungen der Zylinder 7 und 8. Die Elektromagneten 18 und 19 werden von dem Schalter 2i, 22 wechselweise eingeschaltet. Dem Zweiwegehahn 10 ist eine Kontakteinrichtung 23 zugeordnet, die jeweils beim Umschalten des Hahnes betätigt wird und an die die eine Seite der Relaisschaltung (Fig. 2) angeschlossen ist.is controlled with cylinders 7 and 8. A fan 9 is ro via a two-way valve and lines 11 and 12 to the air line 4 connected .. The - two-way valve ι ο is by means of the spur gear segment 13 and the rack 14 switched from the piston rod 1.5 of two control cylinders 16 and 17. These are on the actuated by the two electromagnets 18 and 19 hydraulic ίο Control slide 20 connected. On these Control slide 20 also lead the supply lines of cylinders 7 and 8. The electromagnets 18 and 19 are switched on by the switch 2i, 22 alternately. To the Two-way valve 10 is assigned a contact device 23, each of which is switched on of the tap is operated and connected to one side of the relay circuit (Fig. 2) is.

In Fig. 2 werden die Ausschläge des Lotkreisels 24 durch einen Nachlaufmotor 27 nachgebildet, dessen Schaltvorrichtung aus einer Gabel 25 und einem in diese eingreifenden Stift 26 besteht und der die vergrößerten Schräglagenwinkel des Schiffes über ein Vorgelege 66, dem eigentlichen Steuergerät zuleitet. Zwischen dem Motor 27 und seiner Schaltvorrichtung 25/26 befindet sich ein Vorgelege 67. Die Ausgangswelle des Nachlauf motors 27 ist über das Vorgelege 66 undWelle 28 einerseits mit dem Eingang eines Integrators 68 und andererseits über die Getriebeverbindung 31, 32, 33, 34,-35, 36, 37, 38 mit einem zweiten Integrator 69 verbunden. Die beiden Integratoren 68 und 69 können von gleicher Bauart sein. Die Eingangswelle 28 ist mit dien inneren Enden zweier gegenläufiger Federn 29« und 29* verbunden, deren äußere .Enden an dem Federgehäuse 29 angreifen. Von diesem Federgehäuse wird die Ausgangsbewegung abgenommen. Das Federgehäuse 29 ist über einen Querarm 70 mit zwei Kolben 71 verbunden, die sich ihrerseits* in vorzugsweise mit Öl gefüllten Zylindern 72 führen. Diese sind durch eine Verbindungsleitung ~J2> mit einem einstellbaren Drosselventil 43 miteinander verbunden. Der Integrator 68 ist schwach gedrosselt, während der Integrator 69 stark gedrosselt ist. Die Ausgangs welle 30 des Integrators 68 führt zu dem schema tisch bereits in Fig. 1 angedeuteten Doppelkontaktsegment 22, und die Ausgangswelle 40 des Integrators 69 trägt den ebenfalls in Fig. ι schematisch angedeuteten und mit dem Doppelkontaktsegment 22 zusammenarbeitenden Schaltarm 21.In Fig. 2, the deflections of the gyroscope 24 are simulated by a follower motor 27 whose switching device consists of a fork 25 and a pin 26 engaging in this and which feeds the increased lean angle of the ship via a transmission 66 to the actual control unit. Between the motor 27 and its switching device 25/26 there is a back gear 67. The output shaft of the trailing motor 27 is connected via the back gear 66 and shaft 28 on the one hand to the input of an integrator 68 and on the other hand via the gear connection 31, 32, 33, 34, - 35, 36, 37, 38 are connected to a second integrator 69. The two integrators 68 and 69 can be of the same type. The input shaft 28 is connected to the inner ends of two opposing springs 29 ″ and 29 *, the outer ends of which act on the spring housing 29. The output movement is picked up from this spring housing. The spring housing 29 is connected via a transverse arm 70 to two pistons 71, which in turn guide themselves in cylinders 72, which are preferably filled with oil. These are connected to one another by a connecting line ~ J2> with an adjustable throttle valve 43. The integrator 68 is slightly throttled, while the integrator 69 is strongly throttled. The output shaft 30 of the integrator 68 leads to the double contact segment 22 already schematically indicated in FIG. 1, and the output shaft 40 of the integrator 69 carries the switching arm 21, which is also shown schematically in FIG.

.Der Motor 27 trägt auf seiner Ausgangswelle einen Nocken 41, der beim Nulldurchgang einen Kontakt 42 betätigt. Dieser Kontakt42 kann auch am Schlingerwinkelzeiger angebracht werden; zweckmäßiger ist es jedoch, ihn an dem die ScWingerbewegung nachbildenden Nachlauf motor 27 anzubringen, , da dieser schnellere Bewegungen ausführt. ifsAn den Kontakt 42 ist die andere Seite der ' v&elaisschaltung angeschlossen. Es wirkt also ■Kontakt 42 der Schlingerbewegung auf die :. Schaltung mit dem Relais yl und C und Kontakt 23 des Steuerorgans auf die Relais B und D-. Erfolgt die Betätigung des Steuerorgans phasenrichtig zum Steuermeßgerät, ζ. B. Schlingerwinkelzeiger, so werden die beiden Kontakte 23 und 42 gleichzeitig geschlossen. Es treten die Relais A und B gleichzeitig in Tätigkeit und öffnen gegenseitig den Stromkreis, so daß alles in Ruhe bleibt. Geht nun der Schlingerwinkelzeiger zuerst durch die Nullstellung, so wird auch der Kontakt 42 vorerst allein betätigt. Das Relais A legt seine Kontakte um. Dadurch wird erstens für das Relais A ein Selbsthaltekreis über d, a₂, b_i} A geschlossen, zweitens wird das Relais 2Ϊ abgeschaltet, indem der Kontakt U₁ sich nach Relais D umlegt, und drittens wird der Magnet 46 durch iö₃ erregt und verschiebt die Welle 49 nach einer Richtung; er bleibt es auch so lange, bis der Kontakt 23 des Steuerorgans geschlossen wird, wodurch das Relaia D seinen Kontakt d öffnet und damit axxch den Selbsthaltekreis des Relais A unterbricht, das Relais also abfällt. Wird nun der Kontakt 23 des Steuerorgans vor dem Kontakt 42 des Schlingerwinkelzeigers betätigt, so spielt sich ein ähnlicher Vorgang ab mit dem Ergebnis, daß jetzt der Magnet 45 erregt, die Welle 49 also nach der anderen Richtung verschoben wird. Aus den obigen Ausführungen geht deutlich hervor, daß die Magnete 45 bzw. 46 jeweils nur während der Zeitspanne zwischen den Sehließungszeitpunkten der Kontakte 23 (Steuerorgan) und 42 (Schlingerwinkelzeiger) erregt sind. Die Verstellungen der Welle 49 werden über die Schneckengetriebe 50, 55 und Welle 54 auf die Drossel 43 sowie über 56, 57, 58, 59, 60 auf die Drossel 44 übertragen. Die Federgehäuse werden dadurch mehr bzw. weniger gedämpft. Selbstverständlich können statt der Magnete 45, 46 und der Dämpfungsvorrichtung 47 auch zwei gegenläufige Motoren vorgesehen sein, die über eine passende Übersetzung die Regelwerte weiterleiten. Ferner kann die Relaisschaltung derart ausgebildet werden, daß sie nur den Sinn bestimmt, in dem der Hilfsantrieb (Motor oder Magnet) eingeschaltet wird, wäh- rend für die Dauer der Einschaltung irgend- :in Zeitrelais oder ähnlich wirkende Mitte] vorgesehen sind, die allerdings auf eine konstante Zeit eingestellt werden. Das bedeutet, daß hierbei, unbeeinflußt von der Größe der Ungleichzeitigkeit der Vergleichspunkte, d. h. der Regelwerte, die Drosselorgane stets wäh-The motor 27 carries a cam 41 on its output shaft, which actuates a contact 42 when it crosses zero. This contact42 can also be attached to the roll angle pointer; However, it is more expedient to attach it to the follow-up motor 27, which simulates the swinging movement, since it executes faster movements. The other side of the relay circuit is connected to contact 42. So it acts ■ Contact 42 of the rolling movement on the:. Circuit with the relay yl and C and contact 23 of the control member on the relays B and D-. If the control element is actuated in phase with the control measuring device, ζ. B. rolling angle pointer, the two contacts 23 and 42 are closed at the same time. Relays A and B come into operation at the same time and mutually open the circuit, so that everything remains calm. If the roll angle pointer first goes through the zero position, the contact 42 is also actuated by itself for the time being. Relay A flips its contacts. As a result, firstly, a self-holding circuit is closed for relay A via d, a ₂ , b _i} A , secondly, relay 2Ϊ is switched off by contact U ₁ switching over to relay D , and thirdly, magnet 46 is excited _{by iö 3 and} moves the shaft 49 in one direction; it remains so until the contact 23 of the control member is closed, whereby the relay D opens its contact d and thus axxch interrupts the self-holding circuit of the relay A , so the relay drops out. If the contact 23 of the control member is now operated in front of the contact 42 of the roll angle pointer, a similar process takes place with the result that the magnet 45 is now excited, the shaft 49 is shifted in the other direction. From the above it is clear that the magnets 45 and 46 are only excited during the time span between the times when the contacts 23 (control element) and 42 (roll angle indicator) are closed. The adjustments of the shaft 49 are transmitted via the worm gears 50, 55 and shaft 54 to the throttle 43 and via 56, 57, 58, 59, 60 to the throttle 44. The spring housings are thereby more or less damped. Of course, instead of the magnets 45, 46 and the damping device 47, two motors rotating in opposite directions can also be provided, which forward the control values via a suitable gear ratio. Furthermore, the relay circuit can be designed in such a way that it only determines the direction in which the auxiliary drive (motor or magnet) is switched on, while for the duration of the switch-on, any kind of timing relay or a similar center] is provided, however can be set to a constant time. This means that here, unaffected by the size of the non-simultaneity of the comparison points, i.e. the control values, the throttle organs always select

rend einer bestimmten festen Zeitdauer betätigt werden.rend be operated for a certain fixed period of time.

An und für sich genügt die. oben beschriebene S teuer vorrichtung vollkommen, um Schiffsschwankungen zu dämpfen; es könnte jedoch wünschenswert erscheinen, die Kommandozeitpunkte besser dem Seegang anzupassen. Zu diesem Zweck ordnet man dem Nachlaufmotor einen verstellbaren Kontakt 42 ίο zu. Ist nun. der Kontakt 42 aus der Nullstellung des Steuermeßgerätes gedreht, so entstehen in der Reihenfolge der Kommandos Fehler. Soll der Kommandozeitpunkt z. B. io° nach der Nullstellung liegen und ist das für die eine Durchgangsrichtung des Pendels auch' erreicht, so kommt er beim Rückgang des Pendels 1 o° vor die Nullstellung zu liegen (s. Fig. 5). In Fig. 3 und 4 ist ein Beispiel gezeigt, das die erwähnte Schwierigkeit beseitigt. Es sind am Motor 27 zwei auf einer Spindel 63 mit rechts- und linksgängigem Gewinde angeordnete, symmetrisch zur Nullstellung längs der Bahn des Schaltorgans von Hand verstellbare Kontaktvorrichtungen. 42 vorgesehen. In der Nullstellung klinken beide Kontakte mittels angebrachter Vorrichtungen ineinander, so daß sie nur einen Kontakt bilden. Die Kontaktspindel 63 wirkt über ein Schneckenradgetriebe 62 auf ein Sonnenrad des Differentialgetriebes 52. Das andere Sonnenrad wird gemäß den Regelwerten aus der oben beschriebenen Kontrollvorrichtung über das Rad 50, Welle 61 und Schneckenrad 51 verdreht. Die Summe beider Werte wird über das -Schneckenradgetriebe 53 und über 55 auf das Drosselorgan'43 sowie über 56, 57,58,59,60 auf das Drosselorgan 44 übertragen. Bei dieser Anordnung muß natürlich vermieden werden, daß in einer Schwingrichtung· beide Kontakte ansprechen, es muß also jedesmal ein Kontakt abgeschaltet werden. Zu diesem Zwecke sind die Kontakte als Doppelkontakte ausgebildet. Der eine Kontakt hiervon steuert ein Umschalterelais 65, und der andere betätigt die Schaltvorrichtung. Der Doppelkontakt ist nach Fig. 4 so justiert, daß zuerst die ,Schaltvorrichtung und dann erst das Umschalterelais Strom .erhält. Das in Fig. 4 in Pfeilrichtung pendelnde Lot 41 streicht über Kontakt 42_a und betätigt damit zuerst das .Α-Relais, das sich weiterhält, wie schon oben beschrieben, und dann das Umschalterelais 65, das seinen Anker umlegt. Auf dem Rückweg überstreicht es den Kontakt42_n nochmals; das Relais^, kann diesmal jedoch nicht betätigt werden, da sein Stromkreis durch das Umschalterelais unterbrochen ist. Beim Kontakt 42^ spielt sich wieder der gleiche Vorgang ab.In and of itself that is enough. S expensive device described above perfect to dampen ship sway; however, it might appear desirable to better adapt the command times to the sea. For this purpose, an adjustable contact 42 ίο is assigned to the trailing motor. Is now. If the contact 42 is rotated from the zero position of the control measuring device, errors occur in the order of the commands. Should the command time z. B. io ° after the zero position and if that is also reached for one direction of passage of the pendulum, then when the pendulum declines it comes to lie 1 o ° before the zero position (see FIG. 5). In Figs. 3 and 4 an example is shown which overcomes the aforementioned problem. On the motor 27 there are two contact devices which are arranged on a spindle 63 with a right-hand and left-hand thread and can be manually adjusted symmetrically to the zero position along the path of the switching element. 42 provided. In the zero position, both contacts latch into one another by means of attached devices so that they only form one contact. The contact spindle 63 acts via a worm gear 62 on a sun gear of the differential gear 52. The other sun gear is rotated via the gear 50, shaft 61 and worm gear 51 according to the control values from the control device described above. The sum of both values is transmitted via the worm gear 53 and via 55 to the throttle element 43 and via 56, 57, 58, 59, 60 to the throttle element 44. With this arrangement it must of course be avoided that both contacts respond in one oscillation direction, so one contact must be switched off each time. For this purpose, the contacts are designed as double contacts. One contact thereof controls a changeover relay 65, and the other actuates the switching device. The double contact is adjusted according to FIG. 4 so that first the switching device and only then the changeover relay current .er Receives. The pendulum in Fig. 4 in the direction of the arrow 41 sweeps over contact 42 _a and thus first actuates the. On the way back it passes over the contact42 _n again; The relay ^, however, cannot be operated this time because its circuit is interrupted by the switch relay. At contact 42 ^ the same process takes place again.

Natürlich ist die in Fig. 3 und 4 dargestellte Anordnung nur als Beispiel gedacht.Of course, the arrangement shown in FIGS. 3 and 4 is only intended as an example.

Die gleiche Wirkung erzielt man auch noch auf mechanischem Wege, z. B. mechanische Umschaltehebel vom Pendel gesteuert, und auf anderem elektrischen Wege, z. B. durch eine Schaltung der Kontakte, nach der jeder Kontakt nur einmal betätigt werden kann und erst wieder frei wird, nachdem der andere ebenfalls betätigt worden ist.The same effect can also be achieved mechanically, e.g. B. mechanical Toggle lever controlled by the pendulum, and by other electrical means, e.g. B. by a circuit of the contacts, after which each Contact can only be actuated once and only becomes free again after the other has also been operated.

Claims

7 claims:

i. Tank system for damping ship vibrations, in which to achieve an in-phase water movement a ■ control element, z. B. a spool, for Switching of the conveying direction of a conveyor drive is actuated as a function of a control measuring device and a Control device is provided by comparing the switching time of the control organ at the time of the passage of the control measuring device through a certain point on the path, If these points are not at the same time, they can be changed by changing the adjustment values of the das To synchronize control organ moving gear, according to patent 6165S3, thereby characterized in that for the automatic creation of the synchronization a Adjustment values of the transmission of the control member influencing auxiliary drive provided which is controlled by a switching device that is connected to the Control measuring device and on the other hand is connected to the control unit and as a function of the signaling of these organs, the direction and duration of the Auxiliary drive determined.

2. Plant according to claim 1, characterized ic that the auxiliary drive from consists of two motors or electromagnets acting in opposite directions, of which depending on the sense of the non-simultaneity of the ic to be compared Points one or the other is turned on.

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that with the adjusting rod, via which the auxiliary drive is to be adjusted with the one to bring about the simultaneity of the comparison points Control member is connected, a damping device (47) is coupled.

4. Plant according to one of the preceding claims, characterized by a such design of the switching device,

^N that the auxiliary drive is switched on for the duration of the period between the two comparison points.

5. Plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the

Switching device determines the sense in which the auxiliary drive is switched on, while a time relay or some other means the constant, relatively short The duty cycle of the auxiliary drive is determined.

6. Plant according to claim i, characterized in that the control measuring device provided tap serving for the acquisition of a comparison point, e.g. B. Contact, along the path of the switching element of the control measuring device is adjustable.

7. Device according to claim 6, characterized in that the tap on the control measuring device from two opposite directions from the zero position with respect to the control measuring device adjustable contacts j which in the zero position form a single contact in their effect.

8. Plant according to claim 7, characterized in that the two from the Zero position with respect to the control measuring device adjustable contacts switched in this way are that when the control meter runs through a full period, one half of the period and one half of the period the other half of the period becomes effective.

9. Plant according to one of the preceding claims, characterized in that that the organ for adjusting the tap on the Steuermeßjjerät on the one hand and the auxiliary drive on the other hand via a differential gear with the control element, the is to be adjusted to bring about the simultaneity of the comparison points, coupled are.

Please refer to the sheet of drawings