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Tankstabilisierungsanlage für Schiffe Die Erfindung bezieht sich auf
sog. aktivierte Tankstabilisierungsanlagen für Schiffe, bei denen also die im Takte
der zu dämpfenden Schiffsschwingungen erfolgende Hinundherverschiebung der Tankflüssigkeitsmassen
durch Fördermaschinen, wie Pumpen oder Gebläse, künstlich vergrößert wird. Die Förderleistung
der Aktivierungsmaschine muß einmal wegen der Hinun.dherbewegung der Tankflüssigkeitsmassen
hinsichtlich der Richtung umsteuerbar sein; ferner muß auch die Größe der Förderleistung
steuerbar sein, um die von den Tankflüssigkeitsmassen ausgeübten Dämpfungsmomente
der Größe der Schiffsschwankungen anpassen zu können.
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Dies Regelung der Aktivierungsleistung wurde bisher im allgemeinen
durch veränderliche Leistung der Fördermaschine erzielt. Die Fördermaschine wurde
während jeder halben Schwingungsperiode umgeschaltet und wirkte mit der in Abhängigkeit
von der Amplitude des Schwingungswinkels eingestellten Leistung abwechselnd in der
einen und-anderen Richtung auf die Tankflüssigkeitsbewegung ein, und zwar während
des ganzen Schwingungsvorganges. Die von der Aktivierungsmaschine abgegebene Energie
ist bei dieser Arbeitsweise gleich dem Produkt aus der gesteuert veränderlichen
Leistung und der jeweils auftretenden Schwingungszeit. Gemäß der Erfindung wird
vorgeschlagen, die 'Fördermaschine stets mit gleichbleibender voller Leistung zu
betreiben, sie aber jeweils bei jeder Halbschwingung nur während einer vom Steuergerät
bestimmten, veränderlichen Zeit auszunutzen, so daß sich die auf die
Tankflüssigkeit
übertragene Arbeit als das Produkt aus der konstanten Maximalleistung und dieser
veränderlichen Zeit darstellt: Hierdurch wird zugleich noch eine einfachere Grundlage
geschaffen für die Beherrschung der Schwingungsvorgänge sowohl des oszillierenden
Wassers als auch 'der zugehörigen Luftmassen.
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Ein ,derartiger Betrieb setzt ein in der Verbindungsleitung der beiden
zusammenwirkenden Tankhälften vorgesehenes Absperrorgan voraus, das bei Umkehr der
Schwingungsbewegung des Schiffes kurzzeitig umgeschaltet wird und dabei einen Druckausgleich
zwischen den beiden Tankhälften herbeiführt. Demgemäß betrifft die Erfindung eine
Tankstabilisierungsanlage für Schiffe mit einer Fördermaschine zur Bewegung der
Flüssigkeitsmassen, deren Leistung in Abhängigkeit von der Richtung und Amplitudengröße
der zu dämpfenden Schiffsschwingung steuerbar ist, wobei ein Absperrorgan in der
Verbindungsleitung zwischen den Tanks vorgesehen ist, das bei Umkehr der Schwingungsbewegung
zur Herbeiführung eines Druckausgleiches nur kurzzeitig geöffnet wird; das erfindungsgemäße
Kennzeichen besteht in einer derartigen Ausbildung der Steuereinrichtung, daß die
Leistung durch Änderung der Einwirkungsdauer der Fördermaschine innerhalb jeder
Halbschwingungsperiode gesteuert wird; indem nach Umschalten der Förderrichtung
sofort die volle maximale Leistung einsetzt, die für jeden Fall :des Einsatzes in
konstanter Höhe; jedoch nur während einer bestimmten, von dem Steuergerät in Abhängigkeit
von der Amplitüdengröße ermittelten 'Zeit innerhalb jeder Hälbschwingungsperiode
zur Einwirkung gebracht wird.
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Es ist bereits eine Schlingertankanlage bekanntgeworden, die bei kleinen
Schlingerwinkeln als gewöhnliche Frahmsche Schlingertankanlage betrieben wird; bei
größeren Schlingerwinkeln soll diese jedoch unter Aufrechterhältung der durch das
Schlingern hervorgerufenen Tankfiüssigkeitsbewegung durch Einschalten einer Drückluftanlage
zusätzlich aktiviert werden. Auch hierbei ist -zwischen den zusammenarbeitenden
Tankhälften ein den Druckausgleich ermöglichendes Absperrorgan vorgesehen, das bei
gewöhnlicher Frahmscher Schlingerdämpfung in seiner Mittelstellung verharrt und
dabei die beiden Tankhälften unmittelbar miteinander verbindet, während es bei aktiviertem
Betrieb Saugstützen und Druckstutzen des Gebläses periodisch mit den beiden Tankhälften
verbindet. Bei dem währenddes aktivierten Betriebes erfolgenden Umschalten von der
einen Endstellung in die andere verharrt das Absperrorgan eine Zeitlang in der Mittelstellung
und ermöglicht so den Druckausgleich: Die Färdermaschine gelangt somit auch nur
während eines Teiles der Halbschwingungsperiode zur Einwirkung - auf die Tankflüssigkeitsbewegung.
Der wesentliche Zweck dieser Anordnung ist jedoch der Druckausgleich; die eigentliche
Leistungsregelung erfolgt dadurch, daß die Antriebsmaschine in Abhängigkeit von
der Stärke der Wellenimpulse mit veränderlicher Leistung betrieben wird. Die erfindungsgemäße
Einrichtung hat dagegen konstante Leistung der Fördermaschine zur Voraussetzung,
so daß ihr offensichtlich ein ganz anderes Prinzip zugrunde liegt: In einfachster
Weise erfolgt die Zeitauswahl in linearer Abhängigkeit von der Amplitude des Schwingungswinkels.
Aus der Tatsache, daß die in einer Schwingung aufgespeicherte Energie dem Quadrate
der Schwingungsamplitude proportional ist, kann man folgern, daß es zweckmäßig ist,
die bei der Schwingungsdämpfung von der Aktivierungsmaschine abzugebende Arbeit
im wesentlichen in quadratische Abhängigkeit vom Schwingungswinkel zu bringen. Gemäß
weiterer Erfindung werden daher die Zeiten, während der die Antriebsmaschine im
Rahmen jeder Halbschwingung auf die Tankflüssigkeitsbewegung einwirkt, so bemessen,
daß sie sich wie die Quadrate der zugehörigen Schwingungsamplituden verhalten: Es
können durch das Steuergerät auch, wie es an sich bekannt ist, weitere Schwingungsgrößen
berücksichtigt werden und in Anwendung auf .die vorliegende Erfindung zur Ermittlung
der Steuergeiten dienen. Als solche weiteren Steuerwerte kommen z. B. in Frage die
Geschwindigkeit und Beschleunigung der Schwingungsbewegung, die Dämpfungskonstante,
der Schräglagenwinkel, die additiv, subtraktiv oder nach einer sonstigen geeigneten
funktionsmäßigen Abhängigkeit zur Kontrolle oder zur Gesamtauswertung der Kommandos
beitragen.
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Das erfindungsgemäße Prinzip soll durch eine Gegenüberstellung der
bisherigen und der neuen Arbeitsweise an Hand der Diagramme Fig. i und : näher erläutert
werden. Fig. 3 zeigt eine Schlingerdämpfungsanlage mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,
Fig.4 die zugehörige Schaltung.
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Bei den zu bekämpfenden Schiffsschwingungen handele es sich um Schlingerbewegungen,
deren Verlauf sinusförmig sei. Dann stellen in Fig. i und a die Kurven a,
b und c den zeitlichen Verlauf der Schlingerbewegungen für verschieden große
Amplituden des Sehlingerwinkels T dar. Bei der bisherigen Leistungsregelung, auf
die sich die Fig. i bezieht, wird die Aktivierüngsarbeit der Fördermaschine als
regulierte Leistung zugeführt,
die sich annähernd gleichmäßig über
jede Halbschwingung verteilt. Es findet also eine relativ stetige Förderung statt;
es ist jeweils nur die Richtung dieser Förderung nach einer halben Schwingungsperiode
umzu= schalten bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Phasenlage. Die Leistung
der Fördermaschine wird in Abhängigkeit von den Schlingerwinkelamplituden eingestellt,
so daß sich für die drei dargestellten- Schwingungskurven etwa die mit a, 2, 3 bezeichneten
Leistungskurven der Fördermaschine ergeben. Wie man sieht, kommt die zugeführte
Aktivierungsarbeit bei kleinen und mittleren Schlingerwi.nkeln nur relativ zögernd
zur Wirkung.
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Fig. 2 gibt die Verhältnisse bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise
wieder. Die Förderrichtung der Aktivierungsmaschine muß auch hierbei j edesmal nach
einer halben Schwingungsperiode umgeschaltet werden, aber es setzt dann sofort die
volle maximale Leistung ein, die für jeden Fall des Einsatzes in konstanter Höhe;
jedoch nur während einer bestimmten, von den Schlingerbewegungen funktionsmäßig
abhängigen Zeit - ausgenutzt wird. Demgemäß ergeben sieh- die drei Arbeitskurven
I, II und III .der Fördermaschine, die zu den Schlingerkurven a bzw.
b bzw. c gehören. In der zur Schlingerbewegung a gehörenden Arbeitsstufe
I (Arbeitskurve I) wirkt die Fördermaschine während der Zeit t, auf die Tankflüssigkeitsbewegung.
Nach Ablauf dieser Zeit läuft die Maschine leer bis zum nächsten Umschaltpunkt,
worauf die Fördermaschine z. B. wieder -während der Zeit t, :oder einer anderen,
funktionsmäßig neu erfaßten Zeit auf die Tankflüssigkeitsbewegung einwirkt. Die
Umschaltzeitpunkte folgen, falls- -konstante Schwingungszeiten vorliegen, im Abstand
T, das ist die .Zeit für -eine halbe Schwingungsperiode, aufeinander. In der der
Schlingerbewegung-b zugeordneten Arbeitsstufe II - ist die Fördermaschine während
der Zeit t2 wirksam. ` Die Arbeitsstufe III bei Schlingerbewegungen nach Kurve c
entspricht der größten, überhaupt möglichen Arbeit der Aktivierungsmaschine, die
je Halbschwingung eingeleitet werden kann. Die Wirkungsdauer t3 der Fördermaschine
ist hierbei gleich der Zeit T für die halbe Schwingungsperiode.
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Bei der Betriebsweise gemäß dem Diagramm der Fig. 2 wird die Arbeit
also zeitproportional reguliert und in relativ kürzerer Zeit als bisher zugeführt.
Sie rückt daher bei kleineren und mittleren Schlingerwinkeln dem Umschaltzeitpunkt
wesentlich näher. Es wird also eine energisch eingreifende Arbeitszufuhr mit .geringster
Zeitverzögerung gegenüber den Kommandogaben erzielt, so daß optimale Wirkung dr-r
Anlage hinsichtlich Ausnutzung der Maschinenleistung und verfügbarer Steuerzeit
zu- erwarten steht. .
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Die Fig. 2 zeigt drei Steuerstufen für die erfindungsgemäße Arbeitsregelung.
Die Anzahl der Steuerstufen kann jedoch beliebig vergrößert werden, 'so daß -eine
mehr oder weniger feinstufige Regelung und eine zweckmäßige Anpassung an die jeweils
gegebenen Schlingerverhältnisse erzielt werden- kann. Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen
Einrichtung muß noch der Fortfall von Drosselverlusten in den Zeiten de.r,Arbeitszufuhr
erwähnt werden.. Bei der bekannten Betriebsweise nach Fig. z wird nämlich in der
Regel eine Drosselklappe in der Förderleitung oder auch der freie Querschnitt des
die Förderrichtung umschaltenden Steuerorgans in Abhängigkeit von -den Schlingerwinkelampli.tuden
eingestellt, so daß hier die Leistungsregelung also durch Drosselung mit ihren unvermeidlichen
Energieverlusten erreicht- wird. Bei der erfindungsgemäßen-Ausführug steht jedoch
-stets der volle Querschnitt-der Förderleitung und des Umschaltorgans zur 'Verfügung;
so daß die Arbeit optimal eingeleitet wird. - -Um bei der erfindungsgemäßen Arbeitsregelung
z. B. das obenerwähnte quadratische Gesetz zu verwirklichen, muß, wenn mit Bezug
auf Fig. 2 die Amplituden, der drei Schwingungskurven a, b -und c mit
A bzw. 1j bzw. C bezeichnet werden, die Beziehung be: stehen t,:
t2: t3 = A2: B2 : C2.
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Fig.3 zeigt ein vollständiges Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß
gesteuerten Schlingerdämpfungsanlage, bei der als Aktivierungsmaschine ein Gebläse
dient. Das im Querschnitt gezeichnete Schiff besitzt an der Steuerbord- und an der
Backbordseite je einen Tank rr bzw. 12" die unten durch einen Flüssigkeitskanal
13 -::und obeni durch einen Luftkanal 1q. miteinander -verbunden sind. In letzterem
ist ein Absperrorgan,- z. B. die Klappe 15, vorgesehen, deren beide Drehrichtungen
in der gezeichneten Schließstellung durch die Riegel 16 und 17 blockiert sind. Die
Riegel 16 und 17 sind mit den Ankern zweier Elektromagnete 18 und r g verbunden.
Sobald einer dieser Magnete erregt ist, wird der zugehörige Riegel angezogen und
dadurch eine bestimmte Durchlaßrichtung der Klappe freigegeben.
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Das Gebläse 2o fördert wechselseitig Luft zwischen den beiden oberhalb
der Tankflüssigkeitsspiegel befindlichen Tanklufträume. Dabei wird in dem einen
Tankluftraum ein Unterdruck, in dem anderen ein Luftüberdruck hervorgerufen, was
eine intensivere Tankflüssigkeitsbewegung zur Folge hat. Als Steuerorgan für das
wechselseitige Umschalten
der Förderrichtung dient der Drehschieber
21. Damit das Gebläse durch den beim Umschalten stattfindenden Druckausgleich nicht
belastet wird, ist der Drehschieber 21 parallel zur Klappe 15 in einer besonderen
Förderleitung 22a; 22b angeordnet. Der Drehschieber 21 besitzt vier Anschlüsse
für die Rohrleitungen 22" und 22b sowie für die Saugleitung 23 und die Druckleitung
24 des Gebläses. In .der gezeichneten Mittelstellung des Schiebers ist der Förderkreis
des Gebläses über den mit einem Kurzschlußkanal ausgeführten Drehschieber 21 kurzgeschlossen.
Beide Tanks sind vom Gebläse abgeschaltet; das Gebläse läuft also leer; eine unzulässige
Erwärmung der Luft wird durch Einschalten eines Kühlers 26 verhindert.
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Wird der Drehschieber um 45° nach links gelegt (gestrichelte Stellung),
so ist der Luftraum des Tanks 12 an die Saugseite des Gebläses angeschlossen, der
Luftraum des Tanks ii an die Druckseite, so daß im Tank 12, ein Unterdruck, im Tank
i i ein Überdruck geschaffen wird. Wird der Drehschieber aus seiner Mittelstellung
dagegen um 4° nach rechts -verdreht, so fördert das Gebläse vom Tank ii in den Tank
z2.
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Der Antrieb des Drehschiebers kann hydraulisch, elektrisch mittels
Elektromagnete oder 'Elektromotör@ oder in sonst einer geeigneten Weise erfolgen.
Im Beispiel der Fig. 3 ist ein Magnetantrieb vorgesehen. Die Anker der Magnete 27und
28 sind durch eine gemeinsame Achse 2,9 miteinander verbunden, deren . mittlerer
Teil als Zahnstange 3o ausgebildet ist. Diese arbeitet mit einem auf der Drehachse
des Drehschiebers fest aufgekeilten Zahnradsegment 30a zusammen. In der gezeichneten
Mittelstellung des Drehschiebers 21 sind beide Magnete stromlos, und der Drehschieber
wird durch an den Magnetankern angreifende Federn 31 und 32 in dieser Stellung festgehalten.
Die Kommandos für das periodische Umschalten des Drehschiebers in dem mit Bezug
auf die Schlingerbewegung richtigen Phasenzeitpunkt werden durch ein Steuergerät
48 gegeben, indem zu einem bestimmten Zeitpunkt einer jeden Halbperiode, etwa beim
Durchgang des Schiffes durch seine Nullage, von einem auf `der Achse des Steuergerätes
sitzenden Kontakthebel 33, der entsprechend den als Steuerwerten dienenden Größen
bewegt wird, abwechselnd die Magnete 27 und 28 erregt werden. Von dem so bestimmten
Schaltzeitpunkt rechnet die wirksame - Förderzeit der nun folgenden Schwingungshalbperiode.
Da sieh diese Förderzeit gemäß dem Erfindungsprinzip im allgemeinen nicht über die
volle ', Halbperiode der Schwingung erstreckt, müssen weiterhin Mittel vorgesehen
sein, um nach Ablauf -der Förderzeit die Erregung des Magneten aufzuheben, so daß
der Drehschieber alsdann unter dem Einfluß der Federn 3i und 32 wieder in seine
Mittelstellung geht. Im Stromkreis der Elektromagnete 27 und 28 ist
deshalb noch ein Schalter 44" angeordnet, der Während der Förderzeiten t geschlossen,
in den Zwischenzeiten geöffnet ist. Eine geeignete. Relaisanordnung für die Betätigung
des Schalters 44a und ihr Zusammenwirken mit dem Steuergerät 48 wird weiter unten
an Hand des Schaltbildes der Fig.4 beschrieben.
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Beim . Umschalten des Drehschiebers 21 werden gleichzeitig die Blockierungsmagnete
18 und ig für die Absperrklappe 15 im Luftkanal betätigt. Die Erregungsstromkreise
dieser beiden Magnete sind zu diesem Zwecke über eine Kontaktanordnung geführt,
die aus den beiden feststehenden Segmenten 45 und 46 und dem zugehörigen Kontakthebel
47 besteht. Der Kontakthebe147 sitzt auf der Drehachse des Drehschiebers 21. In
der' Mittelstellung des Drehschiebers sind die Magnete 18 und ig stromlos; bei.
einer Linksverstellung des Drehschiebers wird der Stromkreis des Magneten ig geschlossen
und damit der Riegel 17 angezogen, bei Rechtsverstellung ist der Magnet 18 erregt
und der Riegel 16 angezogen.
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L!er Drehschieber 21 sei, wie gestrichelt gezeichnet, in die linke
Betriebsstellung verdreht. Das Gebläse fördert also aus dem Luftraum des Tanks 12
über die linke Hälfte der Luftleitung 14; die Förderleitung 22b, die Saugleitung
-23, die Druckleitung 24, die Förderleitung 22" und über das rechte Ende der Luftleitung
14 Luft in den Luftraum des Tanks i i. Der im Tank i i entstehende Luftüberdruck
kann sich über die Klappe 15 nicht ausgleichen, da » ja der Magnet 18 stromlos und
damit im Luftkanal 14 die Durchlaßrichtung von rechts nach links gesperrt ist. Ist
die Förderzeit t beendet, so wird der Drehschieber von dem Elektromagnetantrieb-
27 bis 32 in noch zü beschreibender Weise in die Mittelstellung gefahren.
Nach Ablauf der von Beginn der Förderzeit rechn>-nden halben Schwingungsperiode
T wird der Drehschieber 21 weiter in die Rechtsstellung gefahren. Alsdann ist der
Blockierungsmagnet 18 erregt und der Riegel 16 angezogen; der Magnet ig ist dagegen
stromlos. Der in der soeben zu Ende gegangenen Halbperiode geschaffene Luftüberdruck
des Tanks i i gleicht sich über die Klappe 15, die ja nun die Durchlaßrichtung von
rechts nach links freigibt, plötzlich mit dem Luftunterdruck im Tank i2 aus: Unmittelbar
darauf schließt sich die Klappe 15 wieder infolge ihres Eigengewichtes oder unterstützt
durch Federn. Das
Gebläse fördert nach erfolgter Umschaltung des
-Gebläses in die Rechtsstellung vom Tank i i in den Tank z2. Im Luftraum -des Tanks
i2 entsteht ein Überdruck, der sich jedoch über die Klappe 15 nicht ausgleichen
kann, da die Klappe durch den Riegel i7 blockiert ist.
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Es soll nun ,der Steuervorgang für den Drehschieber 21 an Hand des
Schaltbildes der Fig.4 beschrieben werden. Die Figur zeigt nochmals die Magnete
27 und 28 für den Antrieb, deren Erregungsstrom vom Netz 40 geliefert wird. Die
Kommandos für das Ein- und Ausschalten werden von dem obenerwähnten Steuergerät
(48 in Fig.3) in Verbindung mit der weiter dargestellten Relaisanordnung gegeben.
Vom Steuergerät ist nur der Kontakthebel 33 mit den zugehörigen Kontaktbahnen wiedergegeben.
Es sind drei Steuerstufen vorgesehen und dem-. entsprechend drei zweiteilige Kontaktbahnen
34. und 34b, 35a und 35b, 36a und 36b vorhanden. Die Kontaktbahnen stellen Kreisbogensegmente
in konzentrischer Anordnung dar. Es sei der einfache Fall zugrunde gelegt, daß die
Steuerzeiten lediglich von den Schlingerwinkelamplituden abhängig sind. Die Länge
der einzelnen. Segmente ist dann so bemessen,- daß der Kontakthebel- 33 bei kleinen
Schlingerwinkeln (Steuerstufe I) nur auf die Kontaktbahn 34a und 34b aufläuft. Bei-
mittleren Schlingerwinkeln (Steuerstufe II) sind die Ausschläge des Kontakthebels
32 so groß, daß die Kontaktbahnen J5a und 35b erreicht werden, während bei großen
Schlingerwinkeln (Steuerstufe III) auch noch _ die Kontaktbahnen 36a und 36b überstrichen
werden.
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Vom Pluspol des Netzes führt eine Leitung unmittelbar zum Kontakthebel
33; die Kontaktsegmente sind über Zwischenrelais 37, 38, 39 mit dem Minuspol
des Netzes verbunden. Zum Relais 37 gehören die Arbeitskontakte 37a und 37b, ebenso
zu den Relais 38 und 39 die Arbeitskontakte 38a und 38b bzw. 39a und 39b. Für jede
Steuerstufe ist ferner ein Zeitrelais 41, 42 bzw. 43 vorgesehen. Die zugehörigen
Doppelkontakte 41a, 4,b, 42" 42b
und 43" 43b besitzen Anzugsverzögerung. Die
Kontakte 44 42a 43a sind Ruhekontakte, die Kontakte 44 42b, 43b sind Arbeitskontakte.
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Die Anordnung ist gemäß der Schaltzeichnung so getroffen, daß folgende
Stromkreise, die sämtlich 'vom Netz 40 versorgt werden, vorhanden sind: Die Erregerwicklungen
der Zeitrelais 44 42, 43 liegen unter Zwischenschaltung der Kontakte 37a 38a und
39, unmittelbar am Netz. Parallel zu dem Zeitrelais 41 liegt ein weiterer Stromzweig,
enthaltend den zugehörigen Ruhekontakt 41" dieses Zeitrelais, den Kontakt 37b und
das Einschaltrelais 44. -Parallel zum Zeitrelais .42 der zweiten Steuerstufe verläuft
ein Stromzweig, der den Arbeitskontakt 4,b des Zeitrelais 41 der vbrhergehenden
Steuerstufe, den Ruhekontakt 423, des Zeitrelais 42 und den Kontakt 38b enthält
und ebenfalls zum Einschaltrelais 44 führt. . In entsprechender Weise ist der zum
Zeitrelais 43 der dritten Steuerstufe liegende - parallele Stromzweig ausgebildet.
Die- Anzahl der Steuerstufen kann beliebig vermehrt werden, sie würden sich in sinngemäßer
Weise an die in Fig. q dargestellten Relais und Kontakte anschließen. Der gestrichelt
gezeichnete Kontakt 43b ist bei der angenommenen Ausführung mit drei Steuerstufen
überflüssig. Bei mehr als .drei Steuerstufen würde dagegen über ihn der Anschluß
der vierten Steuerstufe erfolgen.
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Die Magnete 27 und 28 für den Drehschieber sind über den Kontaktarm,
33 und die Kontaktsegmente 34a und 34b ebenfalls an das Netz 4o angeschlossen unter
Zwischenschaltung ,des Schalters 44" der von dem Einschaltrelais 44 geöffnet und
geschlossen wird.
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Die Wirkungsweise der dargestellten Schaltung ist wie folgt: Bei nicht
schlingerndem Schiff bzw. kurz vor dem Umschaltzeitpunkt aus der Mittel- in die
Betriebsstellung haben sämtliche Kontakte die in der Fig.4 gezeichneten Stellungen.
Bei kleinen Schlingerwinkeln (Steuerstufe I) wird der Kontakthebel 33 abwechselnd
auf die Kontaktbahnen 34a und 34b auflaufen, die- Kontaktbahnen der höheren Steuerstufen
jedoch nicht erreichen. Sobald der Kontakthebel 33 auf das Segment 34, aufläuft,
wird das .Relais 37 erregt, das seine Kontakte 37ä und 37b sofort schließt.
Das Zeitrelais 41 erhält Strom, seine Kontakte 4iü, 4ib sprechen jedoch wegen der
Anzugsverzögerung noch nicht an, behalten, also. zunächst die gezeichnete Stellung.
Damit wird ein Stromkreis geschlossen, der vom Minuspol des Netzes über die Kontakte
37"
41. und 37b zum Einschaltrelais 44 und dann zum Pluspol des Netzes führt.
Das -Relais 44 wird also erregt und schließt seinen Kontakt 44a- Damit ist der Antriebsmagnet
27 unter Strom gesetzt, die Zahnstange-30 wird nach rechts gezogen und der Drehschieber
entgegen dem Uhrzeigersinne verdreht, so daß er die in Fig. 3 gestrichelt gezeichnete
Stellung erhält. Soll die Wirkungsweise des Aktivierungsantriebes in der ersten
Steuerstufe t1 Sekunden betragen, so wird die Anzugsverzögerung des Zeitrelais 41
ebenfalls auf diesen Wert ti eingestellt. Nach t1 Sekunden, gerechnet vom Auflaufen
des Steuerhebels 33 auf das Kontaktsegment 34a, zieht das Relais 41 seine Kontakte
41ä und 44 an. Durch
das Öffnen des Kontaktes 4r ä wird das Einschaltrelais
44 stromlos, - sein . Kontakt 44a fällt ab; der Stromkreis des Antriebsmagneten
27 wird also auch unterbrochen. Der Drehschieber kann nun durch die an den Ankern
der Magnete angreifenden Federn 3 1 und 32 in seine Mittelstellung gefahren
-werden, und das Gebläse 2o läuft leer. Mit dem Öffnen des Kontaktes 41ä schließt
sich- zwar gleichzeitig der Kontakt 41b, jedoch hat das keine Wirkung, weil der
zugehörige Stromzweig, der auch zum Einschaltrelais 44 führt; ja noch den Kontakt
38b enthält, der so lange geöffnet bleibt, wie die Steuerstufe II noch nicht erreicht
ist. Nach Ablauf der Zeit T für die halbe Schwingungsperiode, gerechnet vom Beginn
des Auflaufens auf das Segment 34" läuft der Kontakthebel 32 auf das Segment 34b
auf. Jetzt tritt ein ähnlicher Vorgang ein"nur mit denn Unterschied, daß der Antriebsmagnet
28 erregt wird. Nach Ablauf der Wirkungszeit. t1, gerechnet vom Auflaufen auf das
Segment 34b, wird der Magnet 28 Wieder stromlos und der Drehschieber in seine Mittelstellung
gefahren. Es wird- also erreicht, daß von jeder Halbperiode T nur die Zeit t, für
die Gebläsewirkung ausgenutzt wird.
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Bei mittleren Schlingerwinkeln, die der Steuerstufe II entsprechen,
muß der Drehschieber t2 , sekundenlang in der Betriebsstellung verharren. Der Schlingerwinkel
ist jetzt so groß, daß auch die Kontaktbahnen 35a und 35b überstrichen werden. Da
bei größeren Schlingerwinkeln unter sonst gleichen Verhältnissen die Schlingerwinkelgeschwindigkeit
entsprechend größer ist, kann man annehmen; däß in dem Augenblicke des Anziehens
des Kontaktes 41a, also nach Ablauf der Zeit tl, der Kontakthebel 33 bereits auf
die Kontaktbahn 35" bzw. 35b aufgelaufen ist. Das hat zur Folge, daß die Kontakte
38,
und 38b geschlossen sind und das Zeitrelais 42 erregt ist. Der Kontakt
42" bleibt wegen der Anzugsverzögerung zunächst noch geschlossen. Weiterhin ist
nach Ablauf der Zeit t" der Kontakt 44 geschlossen. Wenn also der durch das Zeitrelais
4r. gesteuerte Stromfiuß durch die Erregerwicklung des Einschaltrelais 44 aufhört,
beginnt ein neuer Stromfluß, der folgenden Weg nimmt: Minuspol des Netzes, Kontakte
38a, 41b, 42a, 38b, Einschaltrelais 44, Pluspol des Netzes, so daß der Kontakt 44"
geschlossen bleibt>. Wenn die Wirkungsdauer des Gebläses für-.die Steuerstufe II
wieder mit t2 bezeichnet wird, so muß die Verzögerungszeit des Relais 4ä t2
= t, Sekunden betragen. Nach Ablauf dieser Verzögerungszeit zieht das Relais
42 seine Kontakte 42, und 42b an, das Relais 44 wird stromlos, der Kontakt 44a fällt
ab, und der zuvor ' unter Ström gewesene Antriebsmagnet 27 oder 28 wird ebenfalls
stromlos. Der Drehschieber geht in seine Mittelstellung. Der Übergang von der einen
Halbperiode zur anschließenden Halbperiode erfolgt genau so; wie bei der Steuerstufe
I beschrieben würde.
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Ähnlich ist der Vorgang; wenn in der Steuerstufe III die Schiingerwinkel
so groß sind, daß der Kontakthebel 33 auf die zugehörigen Kontaktbahnen .36d und
36b abläuft: Die Verzögerungszeit des Relais 43 beträgt, mit Bezug auf Fig. 2, t3
- t2 Sekunden. Für die Wirkungsdauer des Gebläses kommen nacheinander die
drei Zeitrelais 4, 42 und 43 zum Ansprechen, so daß die der Steuerstufe III entsprechende
Wirkungsdauer t, des Gebläses erreicht wird.
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Wenn lediglich der Schlingerwinkel als Steuergröße dient, dann bildet
der Kontakthebet 33 die Schlingerbewegungen,wenn auch mit einer bestimmten Phasenverschiebung,
nach, und die Verzögerungszeiten der Relais werden passend bemessen, so daß z: B.
lineare oder quadratische Abhängigkeit zwischen den Steuerzeiten und den Schlingerwinkelampltuden
besteht. Bei Berücksichtigung anderer oder weiterer Steuergrößen kann der Kontakthebel
33 vom Steuergerät 48 gemäß der Resultierenden dieser Steuergrößen bewegt werden,
im übrigen aber in ähnlicher Weise die erforderlichen Schaltvorgänge auslösen. Die
in Fig.4 dargestellte Schaltanordnung ist jedoch nur als Beispiel für eine Ausführungsmöglichkeit
des Erfindungsgedankens anzusehen; sie kann durch mannigfache andere Anordnungen
ersetzt werden.