DE677387C - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Flossenstabilisierungsanlagen fuer Schiffe - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Phasenverschiebung bei Tankstabilisierungsanlagen in Abhängigkeit von der Periodenlänge der Schiffsschwingungen. Liegt die Periodenlänge im Resonanzgebiete des Schiffes, so ist für günstigste Dämpfungswirkung eine Phasenverschiebung zwischen den Schiffsschwingungen und der Bewegung der Tankflüssigkeit von etwa 90⁰ erforderlich. Bei schnelleren Schiffsschwingungen muß die Phasenverschiebung kleiner sein, bei langsameren Schwingungen wird der Normalwert von 90⁰ vergrößert, unter Umständen, bis auf 18o°. Die jeweilige Schwingungsdauer des Schiffes wird von einem Periodenmeßgerät überwacht, das auf die Steuerorgane der Stabilisierungsanlage geschaltet ist und bei Abweichungen der Periodenlänge von ihrem Normalwert eine Änderung der Phasenverschiebung im obigen Sinne bewirkt. Die Verkleinerung der Phasenverschiebung erfolgt durch Abschalten des Förderantriebes für die Tankflüssigkeits-. bewegung und/oder Drosselung des Flüssigkeitsverbindungskanals zwischen den beiden Tankhälften. Eine Vergrößerung der Phasen-Verschiebung wird durch Beeinflussung der Dämpfung eines für die Steuervorrichtung an sich erforderlichen Phasenreglers erzielt.

Es ist bekannt, die Schiffsstabilisierung, insbesondere die Bekämpfung von Schlingerbewegungen und statischen Schräglagen, mittels Flossen vorzunehmen, die zu beiden Seiten des Schiffes unterhalb der Wasserlinie angebracht sind und deren Anstellwinkel im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwingungen geändert werden. Die vorliegende Erfindung betrifft die Anwendung des Verfahrens nach dem Hauptpatent auf solche Flossenstabilisiierungsanlagen. Weiter behandelt die Erfindung Einrichtungen zur Durchfüh-

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rung des Verfahrene, da die nach dem Hauptpatent bekannten Anordnungen nicht ohne weiteres bei der Flossenstabilisierung wegen der zum Teil grundsätzlich anderen Wirkungsweise anwendbar sind.

Um die im Regelfalle erforderliche go°- Phasenverschiebung zwischen Schlinger- und Flossenbewegung zu erzielen,' empfiehlt es sich, in bekannter Weise als Steuergerät für

ίο die Lieferung der Umschaltkommandos ein die Winkelgeschwindigkeit der Schiffsschwingungen anzeigendes Gerät, z. B. einen Kreiselwendezeiger, in Verbindung mit einem in Reihe geschalteten Phasenregler zu verwenden. Der Phasenregler, der in an sich bekannter Weise als hydraulischer Integrator ausgebildet sein kann, hat einmal die Aufgabe, das Kommando für die Flossenverstellung um so viel vorzuverlegen, daß die sich infolge der Massenträgheit ergebenden Verzögerungen ausgeglichen werden und die Flossen bei der Umkehrung der Schlingerbewegung gerade durch ihre Mittellage gehen (entsprechend oo°-Phasen verschiebung). Diese Aufgabe wird zweckmäßig durch eine einmalige, gelegentlich nachzuprüfende Einstellung des Phasenreglers von Hand gelöst. Ferner steht dieser Phasenregler erfindungsgemäß in Steuerverbindung mit dem Periodenmeßgerät, so daß eine selbsttätige Änderung der Phasenverschiebung in Abhängigkeit von der jeweiligen Periodenlänge der Schiffsschwingungen erfolgt, und zwar sowohl bei kurzen wie auch bei langsamen Schiffsschwingungen.

Im praktischen Betrieb kommen nicht nur periodische Schiffsschwingungen (z.B.Schlingerbewegungen) j sondern auch statische Schräglagen vor, die als Grenzfall der langsamen erzwungenen Schwingungen mit der Schwingungszeit unendlich anzusehen sind. Es ist bekannt, die Steuergeräte der Schiffsstabilisierungsanlagen so auszubilden, daß sie gleichzeitig zur Bekämpfung statischer Schräglagen, die eine Phasenverschiebung von i8o°- erfordert, dienen. Mit Rücksicht auf eine exakte Durchführung der Schräglagenbekämpfung einerseits und der Schlingerbekämpfung andererseits empfiehlt es. sich jedoch häufig, für beide Aufgaben gesonderte Steuergeräte vorzusehen. Werden die Steuerkommandos von einem Wendezeiger geliefert, so ist ein gesondertes Schräglagengerät sogar notwendig, weil ein Wendezeiger statische Schräglagen gar nicht anzeigen kann. Im vorliegenden Falle der Flossenstabilisierung mit Änderung der Phasenverschiebung in Abhängigkeit von der Periodenlänge ist die Lieferung der Steuerkommandos von zwei, getrennten Geräten mit Rücksicht auf den erforderlichen großen Regelbereich für die Änderung der Phasenverschiebung am zweckmäßigsten, da ja sonst der gesamte Bereich der möglichen Phasenverschiebungen von ο bis i8o° am Phasenregler des Steuergerätes j für die Schlingerbekämpfung eingestellt wer- _:;/tlen müßte. Sieht man jedoch ein gesondertes Gerät für die Bekämpfung statischer Schräglagen vor, so kann man auch bei langsamen periodischen Schiffsschwingungen, die eine Phasenverschiebung von etwa i8o° erfordern, auf das Schräglagengerät umschalten und dadurch den Phasenregelbereich des Steuergerätes für die periodischen Schiffsschwankungen begrenzen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß sich bei Flossenstabilisierungsanlagen die Bekämpfung der langsamen, oberhalb der Resonanz liegenden Schwingungen am günstigsten wie bei der reinen Schräglagenbekämpfung mit i8o°-Phasenverschiebung durchführen läßt.

Die wahlweise Einschaltung eines der beiden Steuergeräte könnte ebenfalls durch das Periodenmeßgerät erfolgen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die.Umschaltung in Abhängigkeit von der Amplitude der Schiingerbewegungen bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes erfolgt, etwa indem ein Relais für selbsttätige Umschaltung betätigt wird. In einfachster Weise kann diese Umschaltung natürlich auch von Hand geschehen. Vorzugsweise wird entweder die Schlingerbekämpfung oder die Schräglagenbeseitigung durchgeführt, insbesondere so, daß bei kleinen Schlingerwinkeln lediglich Schräglagenbekämpfung erfolgt. Überschreitet der Schlingerwinkel den vorgegebenen Grenzwert, so wird das Steuergerät für die Schlingerdämpfung umgeschaltet. Es ist auch möglich, beide Steuergeräte gleichzeitig zur Schlingerbekämpfung undSchräglagenbeseitigung heranzuziehen, wie weiter unten beschrieben wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt

Fig. ι die Vorderansicht einer Flosse, den Antrieb durch einen Servomotor nebst der Steuereinrichtung für die selbsttätige Umschaltung'des Flossenanstellwinkels, uo

Fig.' 2 das Steuergerät, das die Umschaltkommandos liefert, mit dem Phasenschieber,

Fig. 3 eine Einzelheit des Gerätes, das zur Leistungsregelung dient,

Fig. 4 ein Gerät zur Bekämpfung statischer Schräglagen,

Fig. 5 eine. Anordnung, die zur gleichzeitigen Bekämpfung von Schiffsschwingungen und statischen Schräglagen dient.

Wie Fig. ι zeigt, erfolgt die Verdrehung des die Flosse 3 tragenden Flossenhalters 14, » 15 entsprechend dem gewünschten Anstell-

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winkel über -den mit dem Flossenhalter fest, verbundenen Hebel 16, an den die Kolbenstange i/ des Servomotors 18 angreift. Die Einstellung des zugehörigen Steuerschiebers 19 geschieht mit Hilfe eines Steuergerätes 20, das einen Kontaktarm 21 über ein Doppelkontaktsegment 22 im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwingungen hin und her bewegt. Von den beiden Kontaktsegmenten führen Leitungen zu einem Meßwertempfänger 23, der als Drehmagnet ausgebildet ist. Eine Mittenanzapfung des Magneten führt zu dem Kontaktarm 21. Diese Leitung enthält eine Stromquelle 24,, und einen Widerstand 24, über den der Kontakthebel 65 gleiten kann, wenn er von dem Hebel 64 verstellt wird.

Durch die getroffene Schaltung sind zwei Stromkreise geschaffen, die in Abhängigkeit von den Ausschlägen des Kontaktarmes 21 in Wirkung treten und den Drehmagneten 23 im einen oder anderen Sinne verstellen, sofern der dreipolige Schalter 24^ die in der Figur gezeichnete Lage hat.

Der von dem Steuergerät 20 in der weiter unten angegebenen Weise ermittelte Steuerwert wird also auf den Drehmagneten 23 übertragen, mit dem der Hebel 23_a verbunden ist. Die Ausschläge dieses Hebels werden über die Stange 25 auf de'n Hebel 26 übertragen, der bei 27 mit der Kolbenstange 17 des Servomotors und bei 28 mit der Kolbenstange 29 des Steuerschiebers 19 gelenkig verbunden ist. In die Kolbenstange 17 ist zwischen dem Arbeitsantrieb und dem Gelenkpunkt 27 ein Isostatglied eingeschaltet, dessen Zylinder 30 mit dem einen Teil und dessen Kolben 31 mit dem anderen Teil der Stange 17 verbunden ist. Es ist ferner ein Umlaufkanal 32 mit einer Drosselstelle 33 vorgesehen, und zwi-

no sehen einer festen Anlage und dem Gelenkpunkt zy ist eine Feder 34 eingeschaltet, die in der dargestellten Normallage des Hebels 26 keine Kraft auf den Gelenkpunkt 27 überträgt, hingegen bei einer Auswanderung 'des Gelenk-' 45 punktes nach der einen oder anderen Richtung einen Zug oder Druck auf den Gelenkpunkt ausübt.

Der Zweck dieses Isostatgliedes, das mit Rücksicht auf seine erste Verwendung bei Drehzahlreglern häufig auch als Isodromglied oder Isodromdose bezeichnet wird, wird bei der weiter unten folgenden Beschreibung des Gerätes zur Bekämpfung statischer Schräglagen ersichtlich. .

Als Regelgröße wird dem Steuergerät 20 die jeweilige Winkelgeschwindigkeit der Schiffsschwingung über einen Phasenschieber zugeführt, der es gestattet, den Zeitpunkt für die Uraschal'tkommandos auf den richtigen Wert einzuregeln. Das Steuergerät 20 ist in seinen Einzelheiten in Fig. 2 gesondert dargestellt. Zunächst wird ein Gerät benötigt, mit dem die Winkelgeschwindigkeit .angezeigt wird. Dazu kann etwa ein gegen die Wirkung von . Rückstellfedern präzedierender Kreisel (Wendezeiger) oder eine den Schlingerwinkel differenzierende Vorrichtung dienen. Im dargestellten Beispiel ist ein Wendezeiger 35 vorgesehen, der auf dem Schiff so orientiert aufgestellt wird, daß er auf die zu dämpfenden ' Schiffsschwingungen anspricht, im Falle einer Schlingerdämpfungsanlage z. B. also so, daß die Präzessionsachse parallel zur Querachse des Schiffes, die Umlaufachse parallel zur Hochachse des Schiffes verläuft. Die Winkelstellung des auf der Präzessionsachse 3S sitzenden Hebels 36 relativ zum Schiff ist ein Maß für die Winkelgeschwindigkeit. Diese Präzessioneausschläge sollen auf den Kontaktarm 21 und die Kontaktsegmente 22 (Fig. 1) übertragen werden. Bei kleiner Ausführung des Wendezeigers ist seine Verstellkraft in der Regel zu gering, so daß es sich empfiehlt, einen Nachlaufmotor 37 vorzusehen, der die Ausschläge der Welle 38 mit geeigneter Über- 8g Setzung und hinreichender Kraft nachbildet. Die'Schaltung des Motors geht aus der Zeichnung hervor. Die zugehörige Schalteinrichtung besteht aus einer von der Welle 38 getragenen Kontaktgabel 39, deren Kontaktstücke gegeneinander isoliert sind, und einem zwischen diese Kontaktstücke eingreifenden Gegenkontaktstück, das von einem mit · dem Motor 37 über ein Übersetzungsgetriebe gekuppelten Arm 40 getragen wird. Die Motorbewegung wird von der anderen Seite der Motorwelle über ein Getriebe auf. die Eingangswelle 4O_a eines Phasenschiebers 41, der in an sich bekannter Weise als hydraulischer Integrator ausgebildet ist, übertragen. Die Welle 4O_a ist über die Getriebeteile 42 bis 48 •mit der Eingangswelle, eines zweiten Integrators 49, der von gleicher Bauart sein kann, verbunden. Wie aus der teilweisen Schnittdarstellung des Integrators 41 hervorgeht, greift die Eingangswelle über zwei Spiralfedern 41 _a und 41 _&, von denen die eine rechtsgängig und die andere linksgängig ist, an eine Dose 4i_c an. Genau so ist der Integrator 49 ausgebildet, und von der Dose 4I₁, bzw. 49_C wird die Ausgangsbewegung abgenommen. Die beiden Dosen sind ferner über je einen Ouerarm 41^ und 49^mJt je-zwei Kolben verbunden, die in Zylindern 4i_e und 41/ bzw. 49g und 49/ geführt sind. Die Zylinder sind mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, gefüllt und durch je eine Verbindungsleitung· 4i_g und 49g miteinander verbunden. In den Verbindungsleitungen befinden sich Drosselventile 4ΐ_Λ und 49_Λ, die durch die Handhebel 41 ,· und 49; so eingestellt werden können, daß die über die Wellen 4O_a und 47 zugeleitete

Bewegung von den Ausgangswellen 50 und 51, auf denen die bereits in Fig. 1 angedeuteten Kontaktsegmente 22 bzw. der Kontaktarm 21 angeordnet sind, mit einer solchen Phasenverschiebung abgenommen wird, daß bei normalen, im Resonanzgebiet liegenden Periödenlängen der Schiffsschwingungen die Flossen im Umkehrpunkte der Schiffsschwingung (z. B. der Schlingerbewegung) gerade durch ihre Mittellage gehen, entsprechend einer Phasenverschiebung von 90⁰ zwischen Schiffsschwingung und Flossenbewegung. In der nach dem Hauptpatent bekannten Weise stehen die Drosselventile 41^, und 49^ ferner in Steuerverbindung mit einem Periodenmeßgerät, das Abweichungen von der normalen Periodenlänge· anzeigt und die Drosselwirkung derart selbsttätig beeinflußt, daß die . Phasenverschiebung mit zunehmender Periodenlänge vergrößert, mit abnehmender Periodenlänge verkleinert wird.

An sich wäre es möglich, mit einem einzigen Integrator auszukommen. Man könnte z. B. die Kontaktsegmentscheibe 5o_a schiffsfest anordnen und die Phasenverschiebung lediglich durch den Integrator 49 herbeiführen Die Anordnung von zwei Integratoren gemäß Fig. 2, deren Dämpfungen verschieden stark eingestellt werden, hat den Vorteil eines gröfieren Regelbereiches und einer besseren Einstellungsmöglichkeit. Die Bewegungskurven des Kontaktarmes 21 und der Kontaktsegmente 22 sind, wenn wir sinusförmige Schlingerbewegung voraussetzen, ebenfalls sinusförmig, weisen jedoch wegen der verschieden starken Dämpfung eine Phasenverschiebung gegeneinander auf. Jedesmal im Schnittpunkt beider Kurven erfolgt Kontakt'und somit Kommandogabe für den Servomotor. In Verbindung mit dem eben behandelten Steuergerät ist eine Vorrichtung zur Regelung des Flossenanstellwinkels von erheblichem Vorteil. Diese Vorrichtung sei_ als Leistungsregler bezeichnet. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Da die Leistungsregelung in Abhängigkeit von dem Schlingerwinkel zu erfolgen hat, ist ein Gerät erforderlich, das diesen anzeigt. Dazu kann z. B. ein gewöhnliches Pendel oder ein Lotkreisel dienen. 50' In Fig. 3 ist der Einfachheit halber ein Pendel 52 vorgesehen, das auf dem Schiffe mit entsprechender Orientierung aufgehängt werden muß. Die Pendelstange ist über den Drehpunkt 52_a nach oben hin verlängert und trägt hier einen Kontakt 53, der bei den Schwingungen des Pendels über den Spannungsteiler 54 schleift. Der Spannungsteiler liegtineinem Stromkreise, der die Spannungsquelk 54a und die Magnetisierungsspule 55 eines Elektromagneten enthält. Wenn das Pendel nach . rechts oder links ausschlägt, wird der Magnetisierungsstrom verstärkt und der Kern 56 je nach dem Ausschlag mehr oder weniger in die Spule hineingezogen. Die elektrische Erregung erfolgt also in Abhängigkeit vom Schlingerwinkel. Der Magnetkern 56 sitzt auf der Kolbenstange 57 eines Dämpfungszylinders 58, der als Integrator wirkt. Der Kolben ζ8_α kann der Bewegung des Kernes nach oben entgegen der rückwirkenden Kraft der Feder 59 leicht folgen, weil die in den Kolben eingebauten Rückschlagventile 60 einer Strömung der Flüssigkeit von dem oberen in den unteren Zylinderteil keinen großen Widerstand bieten. Wenn sich beim Rückgang des Pendels in die Mittellage die Bewegungsrichtung des Kernes umdrehen will, schließen die Rückschlagventile den Kolben dicht ab, so daß die verdrängte Flüssigkeit über die Umlaufleitung 61 geführt wird. In dieser befindet sich ein Drosselventil 62. Die Drosselung wird so stark eingestellt, daß die Rückführung des Kolbens nur sehr langsam erfolgt. Im nächsten Augenblick wird durch das durch die Mittellage gegangene Pendel aber der Kern 56 und damit auch der Kolben S8_a wieder nach oben gezogen. Der Kolben wird sich praktisch gemäß der Amplitudenkurve des Schlingerwinkels einstellen.

Diese Einstellung des Kernes 56 wird über die Hebel 63 und 64 auf den im Punkte 6ζ_α drehbeweglich gelagerten Hebel 65 übertragen, der an seinem einen.Ende einen Kontakt 66 besitzt, der dabei über den Widerstand 24 gleitet. Dieser Widerstand stimmt mit dem Widerstand 24 der Fig. 1, der in der Leitung von der Mittelanzapfung des Drehmagneten 23 zum Kontaktarm 21 vorgesehen war, überein. Auf diese Weise ist die Größe des Ausschlages des Drehmagneten 23 in Abhängigkeit von der Schlingerwinkelamplitude gebracht. Damit ist die gewünschte Leistungsregelung erzielt.

Die Leistungsregelung wird vorzugsweise nicht nur in Abhängigkeit von der Schlingerwinkelamplitude, sondern auch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit durchgeführt. Bei einer vorgegebenen Schlingerbewegung nimmt bei gleichbleibendem An-Stellwinkel die Dämpfungskraft mit der Fahrgeschwindigkeit zu. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wird auf den Hebel 63 ein der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit verhältnisgleicher Ausschlag übertragen, so daß der Hebel 64 als Resultatglied gemäß der Wirkung der Schlingerwinkelamplitude und der Schiffsgeschwindigkeit ausgelenkt wird. Der Fahrtmesser ist in der Figur schematisch mit F bezeichnet, von ihm aus wird mittels der Stange 68 die jeweilige Fahrgeschwindigkeit am Hebel 63 eingestellt.

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Der beschriebene Leistungsregler hat zur Voraussetzung, daß die Schiffsschwingungen um die normale Mittellage erfolgen. Es kann aber auch der Fall eintreten, daß das Schiff eine statische Schräglage besitzt und um diese als Mittellage seine Schwingungen ausführt. Damit auch in diesem Falle die Leistungsregelung durch das Pendel 52 in richtiger Weise erfolgt, muß der Bezugspunkt für die Erfassung der Amplituden in Abhängigkeit von der Schräglage verändert werden. Das kann z. B. so gemacht werden, daß der Spannungsteiler 54 um den Pendeldrehpunkt S2_a schwenkbar gemacht und entsprechend dem Schräglagenwinkel verstellt wird. In Fig. 3 ist das Schräglagengerät, das weiter unten noch genauer erläutert wird, schematisch mit S bezeichnet. Durch die aus ihm herausführende Stange 71 erfolgt die vorgenannte Verstellung des Spannungsteilers 54.

Es können, wie bereits erwähnt wurde,

außer den eigentlichen Schiffsschwingungen auch statische Schräglagen des Schiffes auf-

. treten. Vorzugsweise wird entweder die Schlingerdämpfung oder die Schräglagenbeseitigung durchgeführt, insbesondere so, daß bei kleinen Schlingerwinkeln lediglich Schräglagenbekämpfung erfolgt.

Soll lediglich die Schräglage bekämpft werden, so muß in Fig. 1 der Drehmagnet 23 der Einwirkung des Steuergerätes 20 entzogen werden. Zu diesem Zwecke ist der dreipolige Schalter 24^ vorgesehen, der z. B. von Hand betätigt werden kann. Statt dessen kann auch eine selbsttätige Schaltvorrichtung vorgesehen werden, die während des Zustandes kleiner Schlingerwinkelamplituden den Drehmagneten 23 an das Steuergerät für Schräglagenbekämpfung und bei größeren Schlingerwinkelamplituden den Drehmagneten 23 an das Steuergerät 20 für Schlingerdämpfung angeschaltet hält.

Für diese Zwecke kann der Leistungsregler nach Fig. 3 mitbenutzt werden. Hierzu ist die Kolbenstange 57 über den Angriffspunkt des Hebels 63 nach oben verlängert und dort ein Kontakt 72 angebracht. Sobald die Schlingerwinkelamplitude den vorgesehenen Grenzwert erreicht hat, erreicht der Kontakt 72 die Kontaktschiene 73, wodurch der Stromkreis eines Relais 74 geschlossen wird. Durch das Relais 74 erfolgt dann die Umlegung des Schalters 24^ in Fig. 1.

Eine für 'die Schräglagen'bekämpfung geeignete Steuereinrichtung zeigt Fig. 4. Ein Pendel So, an Stelle dessen auch ein Lotkreisel verwendet werden kann, wird so aufgehängt, daß es die zu beseitigende Schräglage anzeigen kann. Es schlägt dabei um seinen Drehpunkt 8o_a aus und bewegt den Kontakt 81 über einen Spannungsteiler 82.

Dieser liegt in dem Stromkreis der Erregüngs^ wicklungen S3, 84 zweier Elektromagnete 85, 86. Vom Kontakt 81 für eine leitende Verbindung zur Mitte des Stromkreises. Befindet sich das Pendel in seiner Mittellage, so ,sind beide Magnete gleich stark erregt und gleich weit in die zugehörigen Spulen hineingezogen. Die Magnete sind zu beiden Seiten eines als Integrator wirkenden hydraulischen Kolbentriebes angeordnet und sitzen auf der Kolbenstange 87. Der Zylinder 88 ist mit Öl gefüllt und enthält einen Umlaufkanal 89 mit der Drosselvorrichtung 90. Die Federn 91 und 92 suchen den Kolben 93 in der Mittelstellung zu halten.

Bei gleicher Erregung der beiden Magnete, d. h. in der Mittelstellung des Pendels, wird auf den Kolben 93 keine Kraft ausgeübt. Ein dauernder Ausschlag des Pendels nach der einen oder anderen Seite verstärkt die Zugkraft des einen und schwächt die des anderen Magneten. Der Kolben wird also nach rechts oder links verstellt. Die kurzzeitigen Schwingungen der etwa vorhandenen Schlingerbewegung bleiben jedoch ohne Einfluß, da die Drosselung im Umlaufkanal so stark eingestellt wird, daß der Kolben auf die kurzzeitigen Impulse infolge seiner Trägheit nicht ansprechen kann.

Die Kolbenstange 87 trägt an ihrem einen Ende eine Verzahnung 94, die mit dem Zahnradsegment 95 in Eingriff steht. Bei einer Verschiebung der Kolbenstange 87 entsprechend einer vorhandenen statischen Schräglage wird also der mit dem Segment 95 verbundene Hebel 96 entsprechend ausgelenkt. Am Ende des Hebels 96 sitzt ein Kontakt 97, der über einen Spannungsteiler 98 gleitet. Von den beiden Enden des Spannungsteilers und dem Kontakte 97 führen die drei Leitungen 99, 100 und 101 zu den Gegenkontakten des Schalters 24j in Fig. 1. Soll die Schräglagenbekämpfung einsetzen, so wird der Schalter 24^ von Hand oder, wie oben beschrieben, selbsttätig auf diese Gegenkontakte umgelegt.

Bei der Schräglagenbekämpfung wird nunmehr der Drehmagnet 23 von dem Schräglagengerät gesteuert. Tritt eine Schräglage auf, so wird der Drehmagnet verstellt, der Servomotor eingeschaltet und ein entsprechender Anstellwinkel der Flossen erzielt, so daß · nun das Schiff von der Schräglage in die normale Lage zurückgeht. Das Schräglagenpendel 80 geht natürlich auch in seine Mittellage zurück. Damit der für die Aufrechterhaltung dieser Mittellage erforderliche Anstellwinkel der Flossen auch jetzt noch erhalten bleibt, ist das oben beschriebene Isostatglied 30 bis 34 (Fig. 1) in die Kolbenstange des Servomotors eingefügt. Wenn die

Steuereinrichtung etwa auch gleichzeitig Schlingerbewegungen berücksichtigt, so verhält sich das Isostatglied infolge einer starken Drosselung bei 33 so, als ob es starr wäre. Es tritt erst in Wirksamkeit, wenn das Schiff eine dauernde Schräglage erhält. Alsdann wird nämlich der Angriffspunkt 27 des Hebels 26 hinsichtlich seiner mittleren Lage verschoben. Das hat zur Folge, daß der Mittelwert der von der Feder 34 auf die Kolbenstange 17 ausgeübten Kraft nicht mehr Null ist; die Feder übt jetzt vielmehr eine nach rechts oder links gerichtete Kraft aus. Hierdurch erfährt der Zylinder 30 eine allmähliche Verschiebung relativ zum Kolben 31, d. h. die Kolbenstange 17 erfährt zwischen ihrem Verbindungspunkt mit dem Hebel 16 und dem Punkt 27 eine Verkürzung oder Verlängerung. Der Nullstellung des Pendels 80 im Schräglagengerät nach Fig. 4 entspricht jetzt nicht mehr eine waagerechte Stellung der Flossen, sondern eine geneigte Stellung. Diese Neigung der Flosse in ihrer Mittelstellung erreicht selbsttätig einen solchen Wert, daß die Schräglage des Schiffes gerade ausgeglichen wird. Im Falle einer zusätzlichen Schlingerbekämpfung werden die Flossen um diese geneigte Mittellage im Takte der Schlingerbewegung verstellt.

Von der Kolbenstange 87 des Schräglagengerätes (Fig. 4) wird man zweckmäßig auch die Bewegung für die Einstellung des Leistungsreglers in Abhängigkeit vom Schräglagenwinkel ableiten, indem man die Bewegung der Kolbenstange auf den Hebel 71 (Fig. 3) überträgt.

In Fig. 5 ist in schematischer Form die Verknüpfung des Schräglagengerätes mit der Schlingerdämpfung dargestellt, wenn gleichzeitig sowohl die Schräglagen wie auch das Schlingern bekämpft werden sollen. Auf den Hebel 26, der die Bewegung des Steuerschiebers 19 einstellt, muß sowohl die Winkelgeschwindigkeit der Schlingerbewegung wie auch der Schlingerwinkel selbst übertragen werden. Die Summe dieser beiden Größen wird dem Resultatglied 106 zugeleitet, das von dem doppelarmigen Hebel 104 eingestellt wird. Vom Drehmagneten 23 wird, wie es .50 bei der Beschreibung der Fig. 1 erläutert wurde, die Geschwindigkeit ermittelt und über den Hebel 23_a und die Stange 103 auf das Glied 104 gegeben. Das Schräglagengerät S gibt mittels der Stange 105 den Schräglagenwinkel auf den Hebel 104. Die Bewegung der Stange 105 wird zweckmäßig wiederum von¹ der Kolbenstange 87 des Schräglagengerätes (Fig. 4) abgenommen. Der Schalter 24₆ in Fig. 1 muß bei gleichzeitiger Schräglagen-und Schlingerbekämpfung natürlieh die in Fig. 1 angenommene Stellung haben, und es muß verhindert werden, daß die selbsttätige Umschaltung durchlas Relais 74 (Fig. 3) in Wirkung tritt. Das*geschieht am einfachsten durch Öffnen eines Schalters im Relaisstromkreis.

Der Vorteil der beschriebenen Steuerung beruht darin, daß Kommandoverlagerungen, wie sie bei kurzen und langen erzwungenen Schwingungen erforderlich sind, durch Drosselbeeinflussung an den Phasenreglern bzw. durch Umschaltung auf das Schräglagengerät in bequemer Weise durchgeführt werden können. Die Erfindung ist ebenfalls anwendbar für Schiffsstabilisierungsanlagen mittels Großkreisel oder Momentenmaschinen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anwendung des Verfahrens zur Steuerung der Phasenverschiebung in Abhängigkeitvon den durch den Seegang hervorgerufenen Periodenänderungen der Schiffsschwingung nach Patent 645 658 bei Stabilisierungsanlagen mit im Takte der zu dämpfenden Schwingungen verstellbaren Flossen.

2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät für die Verstellung der Flossenanstellwinkel im Takte der zu dämpfenden Schiffsschwingungen einen aus zwei verschieden stark gedämpften hydraulischen Integratoren bestehenden Phasenregler enthält, dessen eine Phasenverschiebung bewirkende Dämpfung in Abhängigkeit von den Periodenlängen geändert wird.

3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf statische Schräglagen des Schiffes ansprechende Vorrichtung (Schräglagengerät) vorgesehen ist, mit einer Umschaltvorrichtung, die es gestattet, wahlweise das Steuergerät mit dem Phasenregler ₁₀'₅ oder das Schräglagengerät einzuschalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichmingen