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Einrichtung zur Steuerung der Phasenverschiebung bei Schiffsstabilisierungsanlagen
mit Hilfe eines Periodenmeßgerätes Zusatz zum Patent 645 658 Im Hauptpatent wird
dargelegt, daß für eine wirkungsvolle Bekämpfung der Schiffs= schwingungen mittels
im Takte der Schiffsschwingungen sich bewegender Dämpfungsmassen eine Steuerung
der Phasenverschiebung zwischen der Bewegung derDämpfungsrnassen und den Schiffsschwingungen
erforderlich ist. Diese Phasenverschiebung darf nicht konstant sein. Sie soll bei
Resonanzerregung, d. h. wenn die Wellenperiode mit der Eigenschwingungsperiode des
Schiffes zusammenfällt, etwa cgo° betragen; bei schnelleren erzwungenen Schwingungen
(Wellenperiode kleiner als die Eigenschwingungsperiode des Schiffes) muß diese Phasenverschiebung
verkleinert, bei den langsameren erzwungenen Schwingungen vergrößert werden. Um
die Phasenverschiebung richtig einstellen zu können, sind daher bei Schiffsstabilisierungsanlagen
Meßgeräte erforderlich, die die Periodenlänge der Schiffsschwingungen zu messen
gestatten. Nach den Anzeigen eines solchen Meßgerätes kann alsdann die günstigste
Phasenverschiebung eingestellt werden, oder es werden durch das Periodenmeßgerät
Steuerimpulse ausgelöst, die eine selbsttätige Einstellung der richtigen Phasenverschiebung
zur Folge haben.
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Periodenmeßgeräte zur Durchführung dieses Verfahrens sind im Hauptpatent
sowie in den beiden ersten -Zusatzpatenten 657471 und 68z 232 beschrieben.
Das Patent 682:232 betrifft ein Periodenmeßgerät mit Zeitrelais, bei dem zwei Zeitrelais
wechselseitig während der halben Schwingungsperiode des Schiffes angeregt
werden
und mit ihren Kontakten auf ein drittes Zeitrelais arbeiten, das ein Anzeigeorgan
für die Periodenlänge oder ein Steuerorgan für die Phasenverschiebung betätigt,
wobei die Verzögerungszeiten der Relais so bemessen sind, daß beim Überschreiten
oder Unterschreiten eines bestimmten Wertes der Periodenlänge das Anzeige- bzw.
Steuer-Organ umgeschaltet wird. Eine solche Anordnung ist vorteilhaft, wenn nur
zwei oder drei Steuerstufen bestehen. In der ersten Steuerstufe wird bei Schwingungen
im Resonanzgebiet und für schnellere Schwingungen die Phasenverschiebung von go°
eingestellt, während oberhalb eines bestimmten Wertes der Periodenlänge eine größere
Phasenverschiebung eingestellt wird, bzw. bei drei Steuerungsstufen wird für die
schnellen Schwingungen eine unterhalb go° liegende Phasenverschiebung, für die Schwingungen
im Resonanzgebiet go° und für die langsamen Schwingungen eine oberhalb go° liegende
Phasenverschiebung eingestellt. Der günstigste Wert der Phasenverschiebung ändert
sich jedoch stetig mit der sich ändernden Wellenperiode. Erstrebenswert ist daher
eine feinstufige, womöglich sogar stetige Regelung der Phasenverschiebung, um je
nach dem Verhältnis der Wellenperiode zur Eigenschwingungsperiode des Schiffes die
Anlage mit dem günstigsten Wert der Phasenverschiebung betreiben zu können. Eine
Regelung in mehreren Stufen ist mit der durch das Patent 68z 232
bekannten
Meßanordnung zwar auch möglich, indem so viele Zeitrelaisanordnungen wie Stufen
gewünscht werden, mit verschiedenen Verzögerungszeiten in Parallelschaltung vorgesehen
werden. Eine solche Anordnung würde jedoch viel Platz beanspruchen und wäre sehr
unübersichtlich und umständlich in der Wartung. Sie wäre praktisch nicht aus: führbar;
sofern eine größere Anzahl von Steuerungsstufen in Frage kommt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Periodenmeßgerät, das in vorteilhafter
Weise eine feinstufige, fast stetige Regelung der Phasenverschiebung ermöglicht.
Bei diesem neuen Meßgerät werden ebenfalls Zeitrelais benutzt, und zwar besteht
das Wesentliche in der Verwendung einer Relaislette. Unter einer Relaiskette versteht
man bekanntlich eine Reihe hinsichtlich des Ansprechens der Kontakte hintereinandergeschalteter
Relais, von denen jedes einzelne eine bestimmte Verzögerungszeit hat; nach Einschalten
der Relaiskette sprechen die einzelnen Relais jeweils nach Ablauf der Verzögerungszeit
des vorhergehenden Relais an, bis das Ausschalten erfolgt. Enthält die Relaiskette
z. B. 2o Relais und beträgt .die Verzögerungszeit für das einzelne Relais o, a Sekunden,
so kann mit dieser Kette ein Zeitraum von o bis q. Sekunden in Abstufungen von je
o,2, Sekunden beherrscht werden.
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Beim erfindungsgemäßen Meßgerät wird in einem bestimmten Zeitpunkt
einer halben oder vollen Schwingungsperiode des Schiffes eine derartige Relaiskette
eingeschaltet, deren zeitlich nacheinander ansprechende Kontakte zugeordnete Lamellen
eines Kollektors an Spannung legen und dabei gleichzeitig das Umschalterelais eines
Nachlaüfmotors betätigen, der einen den Kollektor abtastenden Schleifkontakt so
weit bewegt; wie Lamellen unter Spannung liegen, und der bei dem nach einer halben
oder vollen Schwingungsperiode folgenden Ausschaltzeitpunkt der Relaiskette den
Schleifkontakt in umgekehrter Richtung langsam zurückbewegt, bis durch den sich
anschließenden Einschaltvorgang der Relaiskette der Motor wieder in die andere Richtung
umgeschaltet wird.
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Angenommen, diePeriodenlängederSchiffseigenschwingung betrage r4 Sekunden,
und die Relaiskette werde während jeder Halbperiode ein- und ausgeschaltet. Beträgt
die Verzögerungszeit für ein einzelnes Relais der Relaiskette 0,2 Sekunden, dann
sind also 35 Relais erforderlich, um Periodenlängen bis zur Resönanzschwingungszeit
von 14 Sekunden (entsprechend 7 Sekunden Schwingungszeit für die halbe Periode)
zu messen. Es sollen jedoch auch die langsamen Schiffs-Schwingungen oberhalb der
Eigenschwingungszeit durch das Steuergerät erfaßt werden, z. B: bis zur Schwingungszeit
von zBSekunden, entsprechend g Sekunden Schwingungszeit für die halbe Periode. Ist
diese Periodenlänge der Schiffsschwingung erreicht, so wird die Schiffsstabiliserungsanlage
entweder abgeschaltet oder es erfolgt bei weiterhin eingeschalteter Schiffsstabilisierung
keine Vergrößerung der Phasenverschiebung mehr. Urn bis zu einer Schwingungszeit
von i8 Sekunden die Phasenverschiebung richtig einstellen zu können, ist eine Kette
mit 45 Relais erforderlich. Diese Zahl kann jedoch wesentlich verringert werden,
wenn man bedenkt. daß die Schiffsstabilisierung nur für einen gewissen Bereich der
Abweichungen vom Resonanzfall der Schiffsschwingungen in Frage kommt. Es kann z.
B. zweckmäßig sein, die Schiffsstabilisierungsanlage nur dann in Betrieb zu nehmen,
wenn die Periode der erzwungenen Schiffsschwingungen um -I- 30 0/-0 von der Eigenschwingungsperiode
abweicht. Innerhalb dieses Bereiches wird die Phasenverschiebung zwischen den Dämpfungsmassen
und den Schiffsschwingungen auf den günstigsten Wert eingesteuert, während beim
Erreichen der Grenzperiodenlängen die Anlage entweder völlig abgeschaltet oder mit
der zuletzt eingesteuerten Phasenverschiebung weiterbetrieben
wird.
Bei der angenommenen halben Eigenschwingungszeit von 7 Sekunden wäre also eine Steuerung
der Phasenverschiebung zwischen den Halbschwingungszeiten von 5 und 9 Sekunden erforderlich.
Es genügt somit, durch die Relaiskette den Zeitraum von o bis 4 Sekunden messen
zu können, wozu mit der Verzögerungszeit von o,2 Sekunden 2o Relais erforderlich
sind. Gemäß weiterer Erfindung erfolgt daher das Einschalten der Relaiskette über
ein Zeitrelais (Vorrelais), dessen Verzögerungszeit gleich der kürzesten noch in
Betracht kommenden halben oder vollen Schwingungsperiode gewählt ist. Für das genannte
Beispiel müßte die Verzögerungszeit dieses Vorrelais also 5 Sekunden betragen, wenn
jeweils während einer halben Schwingungsperiode des Schiffes ein- und ausgeschaltet
wird. Im letzteren Falle sind ferner zwei solche Vorrelais erforderlich, welche
wechselseitig, z. B. wenn das Schiff nach Steuerbord oder nach Backbord durch die
Nullage schwingt (unter Zugrundelegung einer Schlingerdämpfungsanlage), eingeschaltet
bzw. abgeschaltet werden. In Reihe zu diesen Vorrelais ist die Relaiskette geschaltet,
von deren einzelnen Relais sich immer so viele hinter das gerade wirkende Vorrelais
schalten, bis das nachfolgende Kommando des durch Null schlingernden Schiffes erfolgt,
worauf das eben wirksam gewesene Vorrelais und sämtliche abgefallenen bzw. angezogenen
Relais der Kette wieder in ihre Nullstellung zurückkehren und das andere Vorrelais
zu arbeiten beginnt.
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In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel des neuen Periodenmeßgerätes
mit Kettenrelais und Vorrelais gezeichnet. Es ist dabei angenommen worden, daß das
Ein- und Ausschalten der Relaiskette während jeder Halbperiode des Schwingungsvorganges
und beim Durchgang des Schiffes durch seine Mittellage erfolgt. Für die Beschreibung
der Wirkungsweise sei ferner angenommen, daß das Gerät zur Steuerung der Phasenverschiebung
einer Schlingerdämpfungsanlage bestimmt ist. In der Figur sind sämtliche Relaiskontakte
in der Stellung bei Stromlosigkeit gezeichnet. Arbeitskontakte sind durch ein weißes,
Ruhekontakte sind. durch ein schwarzes Dreieck an ihrem Kontakthebel gekennzeichnet.
Ruhekontakte sind bekanntlich dann geschlossen, wenn die zugehörigen Spulen stromlos
sind, und geöffnet bei stromdurchflossener Spule; bei den Arbeitskontakten sind
diese Verhältnisse gerade umgekehrt.
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Die Kommandos für das Ein- und Ausschalten der Relaiskette erfolgen
durch einen Wechselkontakt, der aus dem Hebel i und den beiden Gegenkontakten 2
und 3 besteht. Der Hebel i kann z. B. ein Pendel darstellen, das sich in der Nullage
des Schiffes zwischen den Kontakten befindet und jedesmal, wenn das Schiff nach
Steuerbord oder nach Backbord durch die Nullage hindurchschlingert, an den Gegenflächen
2 bzw. 3 Kontakt macht. Es wird alsdann das Vorrelais 4 bzw. 5 erregt, zu dem der
Federsatz 6 bzw. 7 gehört. Die Ruhekontakte 6 und 7 haben Abfallverzögerung und
liegen im Stromkreis des Relais 8, das durch (Offnen und Schließen der Kontakte
io, 20, 30, 4o die Relaiskette ein- und ausschaltet. Das Relais 8 arbeitet ohne
Verzögerung.
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Es sei zunächst angenommen, daß der Relaiskettenschalter nur den Kontakt
i o enthielte. Die Resonanzschwingungszeit des Schiffes betrage 7 Sekunden, und
es sollen Schwingungszeiten zwischen 5 und 9 Sekunden gemessen werden. Die Vorrelais'4
und 5 haben deshalb eine Abfallverzögerung von je 5 Sekunden. Um die Zeit von 5
bis 9 Sekunden messen zu können, ist eine Kette von 2o Verzögerungsrelais erforderlich,
deren Verzögerungszeiten je o,2 Sekunden betragen und die nach Abfallen des Kontaktes
6 bzw. 7 und unmittelbar darauffolgendem Öffnen des Arbeitskontaktes io nacheinander
zum Ansprechen kommen, bis die ganze Kette durch Schließen des Schalters io wieder
abgeschaltet ist.
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Der Einfachheit halber sind in der Figur nur vier Kettenrelais 1i,
21, 31, 41 eingezeichnet. Man kann mechanisch wirkendeRelais mit Einstellung
der Verzögerungszeit durch Uhrwerk verwenden oder irgendeine andere bekannte Zeitrelaiskonstruktion.
Als besonders geeignet für den vorliegenden Fall haben sich sogenannte Kupfermantelrelais
erwiesen, bei denen ein verzögerterAbfall durch das Aufsetzen eines Kupfermantels
auf den Relaiskern erfolgt. Dieser Kupfermantel ist in der Figur schematisch dargestellt
und mit 12, 22, 32, 42 bezeichnet. Die Wirkung der Zeitverzögerung ist im wesentlichen
dadurch zu erklären, daß das Relais einen Transformator mit kurzgeschlossener Sekundärwicklung
darstellt. Nachdem der Stromkreis der Spule (z. B. i i) unterbrochen ist, verschwindet
das magnetische Feld, wobei im Kupfermantel ein Strom erzeugt wird, der wiederum
im Relaiskern ein magnetisches Feld zur Folge hat usf. Die Folge davon ist, daß
das resultierende Kraftfeld langsam abklingt und erst nach einer gewissen Verzögerungs-
i zeit den Kontakt 14 zum Abfallen bringt. Diese zeitverzögernde Wirküog kann durch
Parallelschalten eines Kondensators 13, 23, 33-43 zur Erregerwicklung verstärkt
werden. Zu den einzelnen Relais derRelaiskette gehört i je einArbeitskontakt 14,
24, 34, 44, mit denen je ein Ruhekontakt 15, 25, 35, 45 mechanisch
verbunden
ist; die Wirkungsweise und Bedeutung dieser Ruhekontakte wird später erörtert: Jedes
Relais der Kette hat eine Abfallzeit von o,2 Sekunden. Die einzelnen Relaisspulen
sind parallel zueinander an das Netz 9; an dem z. B. eine Gleichspannung- von 24
V liegt, angeschlossen; aber in dem Stromkreis einer jeden Spule liegt der Verzögerungskontakt
der vorhergehenden Spule; im Stromkreis der Spule i i des ersten Relais liegt der
Hauptschalter io für die ganze Kette: Die Relaiskette ist so lange in Betrieb, wie
der Schalter io sich in seiner Offenstellung befindet. Sobald durch den Schalter
io der durch die Spule i i fließende Strom unterbrochen wird, ist der Kontakt 14
bestrebt; abzufallen. Er kann jedoch erst nach der durch die elektrischen und mechanischen
Abmessungen des Relais bedingten Verzögerungszeit, die in diesem Falle 6,a Sekunden
beträgt, abfallen. Sobald der Kontakt 14 abgefallen ist, ist die Spule 21 des folgenden
Relais vom Netz 9 abgeschaltet. Wegen der Verzögerungswirkung fällt jedoch der zugehörige
Kontakt 24 auch erst o,2 Sekunden nach erfolgtem Abfall des Kontaktes 14 ab usf.
Es fallen so viele Relais ab, daß die aufeinanderfolgenden Abfallzeiten gleich der
Öffnungszeit des Schalters io sind. Wird der Schalter io wieder geschlossen, so
ziehen sämtliche Kontakte 14, 24, 34, 44 wieder 'an, und die Relaiskette ist für
eine neue Messung aufnahmebereit.
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Die so gemessene Zeit wird auf folgende Weise zur Anzeige gebracht
bzw. zur Einstellung der Phasenverschiebung benutzt. Mit jedem der Kettenrelaiskontakte
ist je ein Ruhekontakt 15, 25, 35, 45 mechanisch verbunden, derart, daß der Ruhekontakt
15 beim Öffnen (d. h. Abfallen) des Relaiskontaktes 14 geschlossen und beim Schließen
(d. h. Anziehen) des Relaiskontaktes 14 geöffnet wird. Das gleiche gilt für die
Kontakte 24, 34, 44 und 25, 35, 45. Sobald bei geöffnetem Schalter
io der Kontakt 14 nach o,2 Sekunden abfäli;, wird also der Kontakt 15 geschlossen;
nach weiteren o,2 Sekunden fällt der Kontakt 24 ab und schließt den Kontakt 25 usf.
Die Kontakte 15, 25ä 35 und 45 liegen unter Zwi= schenschaltung eines Kollektors
51 parallel am Gleichstromnetz 5ö von z. B. 22o V.- Jeder einzelne Kontakt ist an
eine besondere Lamelle des Kollektors 51 geführt, so. daß ebenso viele Lamellen
wie Ruhekontakte 15, 25 ... vorhanden sind. An dem Netz 5o liegt ferner ein
Nachlaufmotor 52, der über eine Schnecke 53 und ein Schnecketirad 54 einen über
die Kollektorlamellen hinweggleitenden Schleifkontakt 55 nachdreht. Dieser Schleifkontakt
55 ist etwas breiter als die Isolierung zwischen zwei Lamellen, damit beim Nachdrehen
keine Stromunterbrechung stattfindet. Der durch den Kollektor 51 führende Strom
nimmt folgenden Weg: Von dem Pluspol des Netzes 50 über denjenigen der Ruhekontakte
15, 25, . . ., dessen zugehörige Lamelle gerade von den. Schleifkontakt 55 abgetastet
wird, weiter vom Schleifkontakt 55 über das Schneckenrad 54 und einen am Schneckenrad
anliegenden Schleifkontakt 56 zum Minuspol des Netzes. In der Leitung vom Kollektor
zum Minuspol liegt ein Umschaltrelais 57 für den Nachlauf-Motor 52 mit zwei Wechselkontakten
58 und 59 und dem Hilfskontakt 6o. Die Wechselkontakte 58 und 59 liegen im Stromkreis
des Motorankers, während der Hilfsschalter 6ö und ein parallel dazu liegender Endlagenschalter_61
im Stromkreis des Motorfeldes 62 liegen: Die Kontakte 58, 59 und 6o werden gemeinsam
durch das Relais 57 geschaltet, während der Kontakt 61 unabhängig davon betätigt
wird.
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Es soll nun die Wirkungsweise der ganzen Einrichtung beschrieben werden.
In der Nulllage des Schiffes befindet sich der Kontakthebel i in seiner Mittelstellung,
und die beiden Vorrelais 4 und 5 sind stromlos. Sobald sich das Schiff nach Steuerbord
hinüberneigt, macht der Kontakthebel i mit 2 Kontakt und legt das Vorrelais 4 unter
Spannung. Die Abfallverzögerung dieses Relais ist auf 5 Sekunden eingestellt, so
däß der zugehörige Kontakt 6 fünf Sekunden nach erfolgtem Nulldurchgang des Schiffes
den Stromkreis des Relais 8 unterbricht. Der in Hintereinanderschaltung mit 6 liegende
Ruhekontakt 7 bleibt geschlossen, da ja ein Kontakt zwischen i und 3 nicht vorhanden
und somit die Spule des Vorrelais 5 stromlos ist. Sobald das Relais 8 stromlos ist,
wird der Schalter io geöffnet und dadurch das erste Verzögerungsrelais -i i - der
Relaiskette wirksam. Nach der eingestellten Verzögerungszeit von o,2 Sekunden fällt
sein Kontakt 14 ab und unterbricht somit den Strom in der Spüle 21 des zweiten Relais.
Dessen zugehöriger Kontakt 24 fällt o,2 Sekunden später, also 0,4 Sekunden nach
dem Nulldurchgang des Schiffes, ab und hat ein Aufhören des Erregungsstromes durch
die Spule 31 des dritten Relais zur Folge usf. Der Reihe nach legen, 'wie oben beschrieben
wurde, die mit den Relaiskontakten mechanischverbundenenRuhekontakte 15,25
... die zugehörigen Lamellen des Kollektors 51 an die Spannung des Netzes
5o. Damit fließt gleichzeitig ein Strom durch das Umschalterelais 57, und zwar so
lange, bis der Hauptschalter io geschlossen und damit die Relaiskette abgeschaltet
ist. Durch das stromdurchflossene Umschaltrelais 57 werden die Kontakte 58 und 59
nach links gelegt (ebenso der
Kontakt 6o, doch das ist zunächst
bedeutungslos), wodurch ein Stromfluß durch den Motor in der Richtung des ausgezogen
gezeichneten Pfeiles zustande kommt. Die Drehrichtung des Motors ist derart, daß
dadurch der Schleifkontakt 55 den aufeinanderfolgend an Spannung gelegten Lamellen
des Kollektors nachgedreht wird. Die Drehgeschwindigkeit des Nachlaufmotors muß
so groß gewählt werden, daß der Schleifkontakt 55 mindestens ebenso schnell läuft,
wie die Kontakte der Relaiskette der Reihe nach ansprechen.
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Angenommen, die Relais seien bis zum Kontakt 34 abgefallen. Durch
den zuletzt abgefallenen Kontakt 34 fließt über den Kollektor der das Umschaltrelais
57 erregende Strom, wodurch der Motor im bisherigen Drehsinne sich weiter zu drehen
bestrebt ist. In der Zwischenzeit habe das Schiff seine Schwingungsrichtung jedoch
umgekehrt und durchläuft gerade wieder seine Nullage in der Richtung von Steuerbord
nach Backbord. Der Kontakt bei 2 wird unterbrochen und der Kontakt bei 3 hergestellt,
der jedoch wegen der Abfallverzögerung des Ruhekontaktes 7 noch nicht wirksam ist.
Der Kontakt 6 schließt also beim Nulldurchgang des Schiffes den Stromkreis des Relais
8, der Kontakt ro wird sofort geschlossen, und .die Relaiskette ist damit abgeschaltet;
die vorher abgefallenen Kontakte 14, 24 und 34 ziehen an. Damit ist auch der Strom
durch die gerade wirkende Lamelle des Relais 31 unterbrochen, das Umschaltrelais
57 wird sofort stromlos und legt die Kontakte 58 und 59 nach rechts (außerdem wird
der Kontakt 6o geöffnet), wodurch der Motoranker im entgegengesetzten Sinne (strichpunktierter
Pfeil) durchflossen wird und seine Bewegungsrichtung umkehrt. In dem Stromkreis
für die Rückwärtsdrehung des Motors 52 ist ein Widerstand 63 vorgesehen, der ein
träges Ansprechen des Motors auf die rückläufige Drehbewegung bewirkt, so daß der
Schleifkontakt 55 nur sehr langsam in Richtung auf seine Nullstellung zurückbewegt
wird.
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Beim Nulldurchgang des Schiffes in Richtung von Steuerbord nach Backbord
macht der Kontakthebel r mit 3 Kontakt und setzt dadurch das Vorrelais 5 unter Strom.
Dieses hat ebenfalls eine Abfallverzögerung von 5 Sekunden, so daß 5 Sekunden nach
erfolgtem Nulldurchgang in der anderen Richtung der Ruhekontakt 7 abfällt, was ein
öffnen des Schalters ro durch das Relais 8 (d. h. Einschalten der Relaiskette) zur
Folge hat. Die Kontakte der Relaiskette sprechen wieder an, das Umschaltrelais 57
wird umgeschaltet und der Schleifkontakt 55 auf den Kollektor wird wiederum den
an Strom gelegten' Lamellen nachgedreht. Das Zurückdrehen des Schleifkontaktes sollte
sehr langsam erfolgen, so daß praktisch bei konstant bleibender Schwingungszeit
der Motor und damit der Schleifkontakt 55 nur ein wenig um eine bestimmte Stellung,
die der gerade vorhandenen Schiffsschwingungszeit entspricht, herumpendelt. Wird
die Halbschwingungsdauer kürzer oder länger, so pendelt der Motor in eine darunter
bzw. darüber liegende Stellung, die immer der gerade vorhandenen Schwingungszeit
des Schiffes entspricht. ' Damit der Motor 52 bei etwaigen Betriebsstörungen oder
statischen Schräglagen des Schiffes nicht über seine obere Endstellung hinausläuft,
die der zum letzten Relais gehörenden Lamelle entspricht, empfiehlt es sich, an
die letzte Lamelle noch eine nicht an das Stromnetz angeschlossene Lamelle oder
eine Lamelle aus Isoliermaterial anzufügen. Die Begrenzung der Motorbewegung in
der untersten Endstellung, die der zum ersten Relais gehörenden ersten Lamelle entspricht,
kann jedoch nicht durch eine derartige tote Lamelle erfolgen, da ja bei stromlosen
Lamellen der Motor auf Rückwärtsdrehung eingeschaltet ist. Es ist daher in den Stromkreis
des erregenden Feldes 62 ein als Ruhekontakt ausgebildeter Endlagenschalter 61 angeordnet,
der bei Erreichung der unteren Endlage durch einen Anschlag geöffnet wird. Damit
das Gerät bei dem nachfolgenden Kommando fürVorwärtsdrehen des Motors wieder betriebsbereit
ist, wird von dem Umschaltrelais 57 außer den im Ankerstromkreis liegenden Wechselkontakten
58 und 59 noch ein parallel zu dem Endlagenschalter 61 liegender Arbeitskontakt
6o betätigt, der bei Umschalten des Motors auf Vorwärtsdrehen das Feld 62 an Spannung
legt, während in der Schaltstellung für Rückwärtsdrehen dieser Kontakt unterbrochen
und dafür der Endlagenschalter 61 wirksam ist.
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Es war oben stillschweigend vorausgesetzt worden; daß beim Schließen
des Kontaktes zo (d. h. beim Abschalten der Relaiskette), die Relais 11,
21 usf. sofort ansprechen, also die Kontakte 14, 24 usf. sofort schließen.
Eine gewisse Anzugsverzögerung ist jedoch wegen der mechanischen Trägheit unvermeidbar.
Bei Verwendung von Kupfermantelrelais wird das Schließen der Kontakte außerdem noch
durch die Trägheit des Magnetfeldes verzögert. Die Relais lassen sich zwar so bauen,
daß die durch ein einzelnes Relais hervorgerufene Anzugsverzögerung gering ist und
das Meßergebnis noch nicht sehr wesentlich becinflußt. Die Relais der Kette sind
aber in ihrer Wirkungsweise hintereinandergeschaltet, so daß sich beim Abschalten
der ganzen Kette die Anzugsverzögerungen der einzelnen Relais addieren und somit
merkliche
Fehler hervorrufen- können. Die Anzugsverzögerung für
jedes einzelne Relais der Relaiskette betrage z. B. 1/1o Sekunde: Bei Resonanzerregung
des - Schiffes soll die halbe Schwingungszeit von 7 Sekunden angezeigt werden. Von
dieser Zeitspanne entfallen 5 Sekunden auf das Vorrelais und 2 Sekunden auf die
Relaiskette, von der also io Relais nacheinander ansprechen. Wenn beim darauffolgenden
Nulldurchgang des Schiffes die Relaiskette abgeschaltet wird (Schließen des Schalters
io)so fällt der Kontakt 14 mit Sekunde Verspätung ab; darauf anschließend der Kontakt
24 ebenfalls mit ?/1o Sekunde Verspätung usf., so daß der Kontakt des zuletzt wirksamen
Relais, des zehnten Relais also, über dessen zugehörige Lamelle das Umschaltrelais
57 unter Strom steht, mit einer ganzen Sekunde Verspätung anzieht. Es wird also
nicht die tatsächliche Halbschwingungszeit von 7 Sekunden, sondern eine Halbschwingungszeit
von 8-Sekunden angezeigt. Ein solcher Fehler ist nicht mehr tragbar, und er vergrößert
sich sogar noch für die längeren Schwingungszeiten, da ja alsdann entsprechend mehr
Relais der Kette ansprechen. Zur Beseitigung dieses Nachteiles erfolgt das Ein-
und Ausschalten der Relaiskette über so viele gleichzeitig betätigten Kontakte-
io; 2o..., wie Relais in der Kette vorhanden sind, und zwar derart, daß die Relais
beim Einschalten nacheinander, beim Ausschalten gleichzeitig ansprechen: Diese weitere
Ausbildung des Erfindungsgedankens ist aus der Figur ebenfalls zu erkennen. Der
Hauptschalter für das Ein- und Ausschalten der Relaiskette besteht nicht aus einem
einzelnen Kontakt, sondern -jedem Relais ist ein besonderer Schaltkontakt zugeordnet;
sämtliche Schaltkontakte werden gleichzeitig von dem Schaltrelais 8 betätigt. Zu
dem Relais ii gehört der Schaltkontakt i o, zu- dem Relais 21 gehört der Schaltkontakt
2o usf. Da die Darstellung der Figur eine Kette mit vier Zeitrelais enthält, umfaßt
die zum Schaltrelais 8 gehörende Kontaktanordnung also vier Kontakte: Man entnimmt
der Darstellung der Figur ohne weiteres, daß die Relais der Kette beim Abfallen
(Schaltkontakte geöffnet) hintereinandergeschaltet, beim Anziehen (Schaltkontakte
geschlossen) dagegen durch die Kontakte 1o, 20, 30,40 parallel geschaltet sind.
Beim Einschalten der Relaiskette werden die Kontakte io, 20, 30, 4ö sämtlich gleichzeitig
geöffnet; -die Relais werden dadurch zwar gleichzeitig vom Netz 9 ab geschaltet,
sie bleiben in ihrer Wirkungsweise aber noch hintereinanderliegend eingeschaltet
und fallen erst der Reihe nach ab. Beim Ausschalten der Relaiskette, d. h. beim
Schließen der Kontakte 1o, 20, 30, 40, werden alleRelais-gleichzeitig-wirksani,
und es ziehen alle Kontakte r4., 2q.. usf. gleichzeitig an, so daß als Fehlet- höchstens
die Anzugsverzögerung eines einzelnen Relais auftreten kann.
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Um-die jeweils gemessene Schwingungszeit anzuzeigen, kann die Welle
des Schneckenrades 54 mit einem Zeiger versehen werden, der über einer Skala spielt.
Die Einstellung der Phasenverschiebung in Abhängigkeit von der gemessenen Schwingungszeit
kann derart erfolgen, daß durch die Welle 64 des Motors 52 oder durch die Schneckenradwelle
Kontakte eingeschaltet und damit Kommandos für die Beeinflussung des Phasenreglers
gegeben werden: Der Nachlaufmotor 52 kann aber auch so stark ausgeführt werden,
daß von seiner Welle 64 aus unmittelbar der Regler für die Einstellung der Phasenverschiebung
einer Stabilisierungsanlage eingestellt wird. Der Motor 52 stellt damit unmittelbar
die zu der gemessenen Schwingungszeit gehörende günstigste Phasenverschiebung ein.
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Es empfiehlt sich, die Verzögerungszeiten der Relais einstellbar zu
machen, um das Meßgerät an sich ändernde Eigenschwingungszeiten des Schiffes anpassen
zu können. Die Einstellung erfolgt zweckmäßig so; daß die Relaiskette immer symmetrisch
um die jeweilige Eigenschwingungsdäuer des Schiffes herum arbeitet.