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Einrichtung zur Steuerung der Dämpfungsmassen von Schiffsstabilisierungsanlagen
Die Erfindung betrifft Schiffsstabilisierungsanlagen mit periodisch bewegten Dämpfungsmassen.
(Tankflüssigkeit, schwere Gewichte o. dgl.), die im Takte der Schiffsschwingungen
zwischen Backbord und Steuerbord hin und her pendeln. Die . Kommandos für die Bewegungsumkehr
der Tankflüssigkeit o. dgl. werden dabei von Zeitreglern (z. B. Kreiselpendeln)
.gegeben, die einen ganz bestimmten, gegebenenfalls in seiner Phasenlage, bezogen
auf die Schlingerbewegung, veränderlichen Umschaltzeitpunkt bestimmen. Bei Bekämpfung
resonanznaher Schwingungen wird vorzugsweise mit einer Phasenverschiebung von go°
zwischen Tankflüssigkeitsbewegung und Schiffsschwingung gearbeitet.
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Die bekannten Steuergeräte der Schiffsstabilisierungsanlagen stellen
brauchbare Lösungen dar, soweit es sich um die Bekämpfung kontinuierlicher Schwingungen
handelt. Bei der Entwicklung dieser Geräte hat man jedoch bisher den bei Beginn
eines Schwingungszustandes bzw. beim Einsetzen einer Schräglage auftretenden Verhältnissen,
d. h. den Einschwingvorgängen, keine Beachtung geschenkt. Im praktischen Betriebe
treten daher Mängel auf, namentlich wenn nur einzelne Wellenimpulse mit anschließendem
kurzem Schlingern das Schiff erregen. Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe
zu schaffen. Erfindungsgemäß wird das Steuergerät mit einer zusätzlichen Schalteinrichtung
versehen, die beim Schlingern des Schiffes aus seiner Nullage heraus ein etwa T/4
Sek. (T = Eigenschwingungsperiode des Schiffes)- dauerndes Kommando für Deckaufförderung
,der Dämpfungsmassen (entsprechend r8o° Phasenverschiebung) gibt und beim Schlingern
des Schiffes durch seine Nullage hindurch wirkungslos bleibt.
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Die Erfindung soll an Hand der Figuren der Zeichnung, in denen auch
zwei Ausführungsbeispiele der neuen Steuereinrichtung dargestellt sind, näher erläutert
werden. Es zeigen Fig. r bis 3 Diagramme zur Erläuterung der der Erfindung zugrunde
liegenden neuen Erkenntnis.
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Fig. 4 ist ein erstes und
Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schaltung.
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Fig.6 zeigt das zugehörige mechanische Steuergerät.
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Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf eine Tankstabilisierungsanlage
finit zu beiden Seiten des Schiffes angeordneten Flüssigkeitstanks, -zwischen denen
die die Dämpfungsmassen bildende Tankflüssigkeit im Takte der Schiffsschwingungen
liin und her bewegt wird.
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Im Diagramm (Fig. t) ist MW die sinusförmig angenommene Kurve des
die Schiffsschwingungen hervorrufenden Seeganges. Die Schiffsschwingungen werden
wiedergegeben durch die Schliilgerwinkelkurve cp. Es wird angenommen, daß die erregende
Wellenfrequenz in der Nähe der Eigenfrequenz des Schiffes liegt, daß also resonanznahes
Schlingern stattfindet. In diesem Falle besteht, wie es auch das Diagramm zeigt,
im kontinuierlichen Schwingungszustand zwischen den Kurven llw und (p eine Phasenverschiebung
von etwa go°. Zur Erzielung der wirkungsvollsten Schlingerdämpfung muß die Tankflüssigkeitsbewegung
gegenüber der Schli:ngerbewegung tun go° phasenverschoben verlaufen, so daß sich
für die Stabilisiermomente der Kurvenzug Ht ergibt. In diesemFalle ist, wie es nach
der gefühlsmäßigen Überlegung auch sein muß, das Stabilisierungsmoment l-!, in jedem
Augenblicke dem erregenden Wellenmoment M", entgegengesetzt gerichtet. . Zu Beginn
der Schwingungen, d. h. beim Einschwingvorgang, liegen diePliasenverhältnisse jedoch
grundsätzlich anders. Die primär auftretende Welle bewirkt zunächst den Einschwingvorgang,
demzufolge erst nach etwa einer Schwingungsperiode das Mitschwingen des Schiffes
im gleichen Takt und ein kontinuierlicher Schwingungszustand mit go° Phasenverschiebung
erreicht ist (s. den Anfang der Kurve rp). Bei den bekannten Steuergeräten wird
hinsichtlich der Kommandos kein Unterschied zwischen dem Einschwingvorgang und dem
kontinuierlichen Schwingungszustand gemacht, so daß sofort bei Einsetzen der Schlingerbewegung
aus der Nullage des Schiffes heraus das Kommando für eine Flüssigkeitsbewegung finit
etwa go° Phasenverschiebung gegenüber den Schiffsschwingungen gegeben wird. DieFolge
davon ist, daß mit Einschalten der Stabilisierungsanlage die mit 9o° Phasenverschiebung
vor sich gehende Tankflüssigkeitsförderung den ersten Schiffsausschlag vergrößert
und den Betrieb somit verschlechtert. Erst wenn der kontinuierliche Schwingungszustand
erreicht ist, kann eine wirkungsvolle Schlingerdämpfung einsetzen. Zur Vermeidung
dieses Übelstandes wird daher erfindungsgemäß das Steuergerät finit der zusätzlichen
Schalteinrichtung ausgerüstet. die den verschiedenen Phasenbeziehungen Mim Einschwingvorgang
einerseits und beint kontinuierlichen Schwingungsvorgang andererseits Rechnung trägt.
Der erfindungsgemäße Betrieb wird durch das Diagraitini (Fig. a ) wiedergegeben,
das die Kurvenzüge für .1 T", und (f in gleicher Weise wie in Fig. i enthält. Die
Deckaufförderung der Tankflüssigkeit bei einsetzender Schiffsneigung bewirkt, daß
schon von vornherein, also auch für den Einschwingvorgang, das von der Tankflüssigkeit
hervorgerufene Moment dem erregende, Wellenmoment entgegengesetzt gerichtet ist,
wie es der Kurvenzug JIt in Fig. 2 zeigt. Die Folge davon ist, daß sofort niii eingeschalteter
Stabilisierung eine wirkungsvolle Dämpfung einsetzt und eine Vergrößerung des ersten
Schiffsausschlages mit Sicherheit vermieden wird. Etwa T4 Sek. später (T - Eigenschwingungsperiode)
erfolgt bei dem angenommenen resonanznahen Schlingern das Umschalten auf normale
Schlingerbekämpfung mit etwa gof Phasenverschiebung. Die erfindungsgemäße Steuerung
hat dann besondere Bedeutung, wenn nur einzelne Wellenimpulse mit anschließendem
kurzem Schlingern auftreten, alsobeiWelleninoinenten, die etwa nach dein Kurvenzug
ll,t, in Fig. ,@ verlaufen. Die Erfindung ist anwendbar bei Schiffsstabilisierungsanlagen,
die im wesentlichen nur resonanznahes Schlingern, gegebencnfalls auch noch überlagerte
Schräglagen, bekämpfen, wie auch für solche, bei denen in Abhängigkeit von der Frequenz
des erregenden Wellenganges die Phasenverschiebung zwischen Tankflüssigkeitsbewegung
und Schiffsschwingung veränderlich ist, so daß die Schiffsschwingungen in einem
viel größeren Frequenzbereich, insbesondere auch die langen erzwungenen Schwingungen,
finit bester Wirkung gedämpft werden können. Bei Anlagen der ersten Art kann die
erfindungsgemäße Lehre in besonders einfacher Weise derart verwirklicht werden,
daß die zusätzliche Schalteinrichtung durch Urnpolung der die Schaltkommandos auslösenden
Steuerkontakte den `'Wechsel zwischen den normalen Deckabkommandos (entsprechend
9o° Phasenverschiebung) und den Deckaufkornmandos (entsprechend z8o' Phasenverschiebung)
hervorruft.
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Zur Erzielung von 9o° Pliasenverschiebun" wie sie bei resonanznahem
Schlingern erforderlich ist, muß das Kommando für die Bewegungsumkehr der Tankflüssigkeit
beim Nulldurchgang des Schiffes gegeben werden, so daß sog. Deckabförderung stattfindet.
Die
langen erzwungenen Schwingungen bzw. die Schräglagen erfordern
eine Phasenverschiebung von i8o°, d. h. Deckaufförderung der Tankflüssigkeit; hierbei
fallen die Umschaltkommandos mit den Umkehrpunkten der Schlingerbewegung zusammen.
Es ist bekannt, für diese beiden Betriebszustände von Stabilisierungsanlagen
je eine besondere Schalteinrichtung vorzusehen, vorzugsweise derart, daß
die Deckabkommandos von zwei verschieden stark gedämpften, die Schiffsschwingungen
nachbildenden Phasenreglern gegeben werden, während für die Deckaufkommandos schiffsfeste
Kontakte vorgesehen sind, über die ein entsprechend den Schiffsschwingungen bewegter
Kontakthebel gleitet. Die erfindungsgemäße Lehre kann mit einer solchen Schaltanordnung
sehr vorteilhaft verwirklicht werden. Es braucht dabei die zusätzliche Schalteinrichtung
unter Benutzung von Zeitrelais lediglich eine Umschaltung zwischen den beiden Kontaktanordnungen
nach der durch die Erfindung vorgeschriebenen Gesetzmäßigkeit vorzunehmen, Bei Schifsstabilisierungsanlagen
ohne Steuerung der Phasenverschiebung ergibt diese Anordnung den Vorteil, daß die
festen Kontakte zur Bekämpfung statischer Schräglagen bzw. langer erzwungener Schwingungen
herangezogen werden, so daß sich ein Betrieb ähnlich wie bei Anlagen mit die Phasenverschiebung
steuernden Phasenwählern ergibt. Ein Ausführungsbeispiel für diese Anwendungsmöglichkeit
der Erfindung ist in den Fig.4 und 6 dargestellt. Fig.4 zeigt das Schaltschema,
Fig.6 die zugehörigen mechanischen Kontaktgeber. In Fig.6 bezeichnet 25 einen Schlingerwinkelzeiger,
der die Schiffsschwingungen auf die Eingangswelle 26 eines Phasenreglers oder Integrators
R1 direkt und über die Getriebeteile 27 bis 3o auf die Eingangswelle 31
eines
zweiten Phasenreglers R2 überträgt. Zwischen beiden Antrieben ist eine Übersetzung
vorgesehen, z. B. vom Betrage i : 1,2. Die Eingangswelle 26 ist mit den inneren
Enden zweier Federn 32 und 33 verbunden, von denen :die eine rechtsgängig, die andere
linksgängig ist. Die äußeren Enden dieser Federn sind an einem Federgehäuse 34 befestigt,
das auf der Ausgangswelle 35 des Phasenreglers sitzt. Für die Ausgangsbewegung ist
eine Dämpfung in Gestalt einer Wirbelstrombremse 36 vorgesehen. Der Phasenregler
R2 ist in gleicher Weise ausgebildet, seine Ausgangswelle 37 trägt ebenfalls eine
Wirbelstrombremse 38. Durch Beeinflussung des Erregerstromes der Wirbelstrombremsen
ist die Dämpfung regelbar; sie wird so eingestellt, daß der Phasenregler R1 schwach,
der Phasenregler R2 stark gedämpft ist. Am Ende der Ausgangswelle 35 sitzt ein Hebel
39, der drei Kontaktstücke 39a, 39b und 3cga trägt. Gegenüberliegend sind am Ende
der Ausgangswelle 37 die Kontaktscheiben 40 und 4.5 vorgesehen, von denen die Scheibe
40 mit den Gleitkontakten 39" und 39b, die Scheibe 45 mit dem Gleitkontakt
39a zusammenarbeitet. Die Gleitkontakte 39a und 3911 bilden mit zwei auf der Scheibe
4o vorgesehenen Kontaktsegmentpaaren 44 42 und 43, 44 die Kontaktanordnungen
A und B, während der Gleitkontakt 39c mit einem auf der Scheibe 45
angebrachten Stufenkontakt eine dritte Kontaktanordnung C darstellt. Diese Kontaktanordnungen
sind genauer erkennbar aus dem Schaltschema (Fig.4), wo zur besseren übersicht die
Kontaktanordnungen A, B und C je für sich dargestellt sind, so daß die Kontaktscheibe
40 zweimal und der Kontakthebel 39
dreimal (39a, 39t' und 394) erscheint.
Die gemeinsame Betätigung der Kontakte ist durch die strichpunktierten Verbindungslinien
zwischen den Scheiben angedeutet. Über die Getriebeanordnung 46, 47, 48 und 49 wird
von den Phasenreglern R1 und R, eine weitere Kontaktanordnung D betätigt, die aus
dem Kontakthebel 5o und der Kontaktscheibe 51 mit den Kontaktsegmenten 52 und 53
(vgl. auch Fig. 4) besteht. Zum Unterschied von den Kontaktanordnungen
A, R und C wird diese jedoch mit der Übersetzung i :i angetrieben. 'Eine
andere Antriebsmöglichkeit der Kontaktanordnung D ist in Fig. 6 gestrichelt eingezeichnet.
Von der Ausgangswelle 37 des Phasenwählers R2 werden über die Getriebeteile 48,
58 und 59 zwei Kontaktanordnungen F_ und F betätigt, deren zugehörige Kontaktscheiben
55 und 61 Jedoch schiffsfest sind. Die Kontaktscheibe 55 trägt die Kontaktsegmente
56 und 57. Der zugehörige Gleitkontakt 54 wird vom Phasenregler R. bewegt. Die Kontaktscheibe
61 trägt einen Stufenkontakt, dem der vom Phasenregler bewegte Kontakthebel 6o zugeordnet
ist. Um die gemeinsame Betätigung der beiden Kontakthebel 54 und 6o anzudeuten,
sind diese bei der Darstellung in Fig.4 durch eine strichpunktierte Linie verbunden.
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Wegen der verschieden starken Dämpfung der beiden Phasenregler sind
die Bewegungen der Kontakthebel 39 und 5o gegenüber den zugehörigen Kontaktscheiben
40, 45 und 51 phasenverschoben, so daß eine Relativbewegung zustande kommt, derzufolge
im Takte der Schiffsschwingungen elektrische Kommandos ausgelöst werden, die die
Umschaltung der Tankflüssigkeitsbewegung bewirken. Die Übersetzung von i.: 1,2 zwischen
den beiden Phasenreglern ist deshalb vorgesehen, damit in an sich bekannter Weise
bei .den
Umschaltkommandos für Schlingerdämpfen statische Schräglagen,
die sich den Schlingerbewegungen überlagern, berücksichtigt werden. Der Antrieb
der Kontaktanordnung Z) mit der Übersetzung i : i hat zur Folge, daß sich der Kontakthebel
5o in der Schiffsruhelage stets in der Mittellage bezüglich der beiden Segmente
5-2 und 53 befindet, einerlei, ob es sich dabei um die Horizontallage des Schiffes
oder um eine statische Schräglage handelt. Der Kontakthebel 39d der an die Übersetzung
i : i,a angeschlossenen Kontaktanordnung A befindet sich dagegen nur dann in seiner
Mittelstellung, wenn das Schiff die Horizontallage einnimmt (das gleiche gilt für
die Kontakthebel 39v, 390, 54 und 6o). Die erfindungsgemäße Ausbildung der Schaltung
und die Wirkungsweise des Steuergerätes sind im einzelnen aus Fig.4 ersichtlich.
Es sei angenommen, daß die Umschaltung der Tankflüssigkeitsförderung durch einen
Drehschieber erfolgt, auf dessen Drehachse ein Zahnrad 6a sitzt, das mit einer Zahnstange
63 zusammenarbeitet, die gleichzeitig die Verbindungsstange der Anker zweier Elektromagnete
66 und 67 bildet. Die Elektromagnete werden von den Kontaktgebern abwechselnd mit
der Periode der Schiffsschwingungen erregt. In der dargestellten, sich bei Stromlosigkeit
beider Magnete 66 und 67 einstellenden Mittelstellung der Zahnstange 63 befindet
sich auch der Drehschieber in seiner Mittelstellung, so daß die Tanks von der Fördermaschine
abgeschaltet sind. Wird der Magnet 66 erregt, so wird die Zahnstange nach rechts
verschoben und der Drehschieber in einem solchem Sinne verstellt, daß z. B. eine
Tankflüssigkeitsförderung von Backbord nach * Steuerbord stattfindet. Die Erregung
des Magneten 67 bewirkt eine Förderung in entgegengesetzter Richtung. Zur Regelung
der Aktivierungsenergie entsprechend der Stärke der Schiffsschwingungen ist ein
Leistungsregler vorgesehen, der von dem Magneten 79 gesteuert wird. Die Magnete
66 und 67 sind beim Schlingerdämpfen (Deckabkommandos mit 9o° Phasenverschiebung)
an die Kontaktanordnung B, bei Schräglagenbekämpfung (Deckaufkommandos mit -i8o°
Phasenverschiebung) an die Kontaktanordnung E angeschlossen. Die Kontaktanordnung
C steuert den Leistungsregler bei Deckabkommandos. Hierzu ist in der Erregerwicklung
des den Leistungsgrad einstellenden Elektromagneten ;9 ein Widerstand 8o eingeschaltet,
an den die einzelnen Stufen des Stufenkontaktes auf der Scheibe 45 angeschlossen
sind. Die Leistungsregelung bei Deckaufkommandos erfolgt durch den Stufenkontakt
F, der ebenfalls an den Widerstand 8o angeschlossen ist. Die Ausgangskommandos für
die Steuereinrichtung werden von der Kontaktanordnung D bzw. A gegeben. Diese
beiden Kontaktanordnungen bilden eine Vergleichsschaltung; sie wirken in weiter
unten beschriebener Weise derart zusammen, daß die erfindungsgemäße Lehre verwirklicht
ist.
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Die Stromversorgung der Magnete und Relais erfolgt vom Netz 81 aus.
Gezeichnet ist die Schaltung bei Stromlosigkeit, also bei geöffnetem Hauptschalter
82. Arbeitskontakte sind durch ein weißes, Ruhekontakte durch ein schwarzes
Dreieck an ihrem Kontakthebel gekennzeichnet. Ruhekontakte sind bekanntlich dann
geschlossen, wenn die zugehörigen Relaisspulen stromlos sind, und geöffnet bei stromdurchflossener
Relaisspule. Bei den Arbeitskontakten sind diese Verhältnisse gerade umgekehrt.
Die Kontakte der Verzögerungsrelais sind außerdem in üblicher Weise mit einem Doppeldreieck
versehen. Die Kontakte tragen jeweils die gleichen Bezugsziffern wie die sie erregenden
Relais, erhalten jedoch die Buchstaben a, b, c ... hinzugefügt. An
die Kontaktsegmente 52 und 53 der Kontaktanordnung D sind die Relais 64 und 65 angeschlossen,
zu denen die parallel liegenden Arbeitskontakte 64P und 65v und die hin -tereinandergeschalteten
Ruhekontakte 64c und 65c gehören. Im Stromkreis der Kontakte 64v, 65v liegt das
Relais 71, dessen zugehöriger Kontakt 71a eine Abfallverzögerung von i bis 2 Sek.
besitzt. Ferner sind die Relais 76, 77 und 78 vorgesehen, von denen das erstere
als Zeitrelais ausgebildet ist, dessen Kontakt 76a eine Anzugsv erzögeruiig von
etwa T/4 Sek. (T = Eigenschwingungsperiode des Schiffes) besitzt.
Zu dem Relais 77 gehört der Arbeitskontakt 77a und zu dein Relais 78 der Ruhekontakt
78a. Ferner ist noch ein Zeitregler 74 mit dem Arbeitskontakt 74.9 (1 bis 2 Sek.
Anzugsverzögerung) und ein polarisiertes, d. h. richtungsempfindliches Relais 75
mit dem Kontakthebel 73a ,
vorgesehen. Nunmehr soll die Wirkungsweise für
die einzelnen Betriebsfälle erläutert «erden. Das Schiff führe Schlingerbewegungen
aus. Über die von der Kontaktanordnung D erregten Relais 64 und 65 werden die Kontakte
64'' und 65v abwechselnd geschlossen. Das Relais 71 erhält also Strom und schließt
seinen Kontakt 71a. Über den geschlossenen Kontakt 71" sind auch die Relais
76 und 77 erregt. Im kontinuierlichen Schwi.ngungsziistand ist deshalb der Kontakt
76,1 dauernd geschlossen, da er nur eine Anzugsverzögerung von z. B. :2 Sek. hat
bei einer angenommenen Schwingungsperiode von 8 Sek. So- i mit ist über die geschlossenen
Kontakte 7611 und 7111 auch das Relais 78 unter Strom, desgleichen
die
rechte Spule des polarisierten Relais 75. Der Kontakthebel 75d liegt also rechts
an, denn die linke Spule des polarisierten Relais ist wegen des geöffneten Kontaktes
78" stromlos. Durch den rechts anliegenden Kontakthebel 75a sind die Steuermagnete
66 und 67 an die Kontaktanordnung B und der Leistungsreglermagnet 7 9 an die Kontaktanordnung
C angeschaltet. Der Zweck des Verzögerungsrelais 71 (Abfallverzögerung des Kontaktes
71a bis 2 Sek.) ist, Stromunterbrechungen beim Durchgang des :die Ausgangskommandos
gebenden Kontakthebels 50 (Kontaktanordnung D) durch seine Mittellage bezüglich
der Segmente 52 und 53 zu überbrücken.
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Im kontinuierlichen Schlingerzustand des Schiffes findet die Steuerung
der Drehschiebermagnete 66 und 67 also, wie es gefordert wird, von den .beweglichen
Kontakten der Kontaktanordnung B statt bei gleichzeitiger Leistungsreglung durch
:die mit B verbundene Kontaktanordnung C.
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Die Schlingerbewegungen hören nun auf, und das Schiff gehe in eine
Nullage, und zwar sei zunächst die Horizontallage-angenommen, zurück. Der Kontakthebel
5o ist dann in seiner Mittelstellung, das Relais 71 wird stromlos, und der Kontakt
71" fällt nach i bis a Sek. ab. Somit sind die Relais 76, 77 und 78 stromlos.
Da sich bei der angenommenen Horizontallage auch der Kontakthebel 3:9b (Kontaktanordnung
B) in seiner Mittelstellung befindet, sind beide Drehschiebermagnete 66 und 67 stromlos.
Der Drehschieber geht in seine Mittelstellung, und die Stabilisierungsanlage ist
abgeschaltet. Wegen der geöffneten Kontakte 76a und 7,a ist auch die rechte Spule
des polarisierten Relais 75 stromlos. Der Kontakthebel 75a bleibt jedoch rechts
liegen, da wegen des nunmehr geöffneten Kontaktes 7711 die linke Spule -weiterhin
stromlos bleibt.
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Aus der Horizontallage heraus werde das Schiff nun zu Schlingerbewegungen
erregt. Einender. parallel liegenden Kontakte 64b oder 65b wird geschlossen, .das
Relais 71 erhält Strom, und der Kontakt 71a schließt sofort. Die Relais 76 und 77
werden damit erregt, der Kontakt 76a bleibt wegen der Anzugsverzögerung jedoch noch
etwa 2 Sek. lang (T4) geöffnet. Der Ruhekontakt 78a ist wegen des stromlosen Relais
78 während dieser Zeit (TI4 Sek.) geschlossen; auch der Arbeitskontakt 77a ist ,geschlossen,
da ja das Relais 77 erregt ist. Somit wird die linke Spule des polarisierten Relais
75 über die Kontakte 7811 und 77a an Spannung gelegt, und der Kontakthebel 75a geht
nach links. Damit werden die Isont.aktanordnungen B und C von den Steuermagneten
abgeschaltet und die Kontaktanordnungen E und F angeschaltet. Von -E aus werden
nunmehr die Deckaufkommandos gegeben, F bewirkt die Leistungsreglung. Nach Tt/4
Sek. hat :das Zeitrelais 76 seinen Kontakt 76a angezogen. Das Relais 78 wird also
erregt und öffnet seinen Ruhekontakt 78a. Damit wird die linke Spule des polarisierten
Relais 75a stromlos, dagegen die rechte Spule über 76a und 7ia an Spannung gelegt,
so daß der Kontakthebel 75a nach rechts geht und nunmehr die Schlingerdämpfungskontakteinrichtungen
B und C wieder in Wirkung treten. Die erfindungsgemäße Lehre, daß beim Schlingern
des Schiffes aus seiner Nullage heraus ein etwa T,14 Sek. dauerndes Kommando für
Deckaufförderun.g der Tankflüssigkeit vorliegt, ist also verwirklicht.
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Geht das Schiff in eine statische Schräglage, so befindet sich der
Kontakthebel So in seiner Mittelstellung. Folglich sind die Relais 64 und 65 stromlos,
also die Ruhekontakte 64c und 65c geschlossen. Dagegen ist wegen der Übersetzung
i : 1,a der Kontakthebel 39a der Kontaktanordnung A entsprechend der vorliegenden
Schräglage aus seiner Mittelstellung herausgegangen und macht also mit dem Kontaktsegment
41 oder 42 Kontakt. Das Relais 74 wird dadurch an Spannung gelegt und der zugehörige
Kontakt 74a, der i bis 2 Sek. Anzugsverzögerung hat, unmittelbar geschlossen. Somit
wird die linke Spüle des polarisierten Relais 75 erregt, der KontakthebeI75a nach
links gelegt und die Kontakteinrichtungen für Schräglagenbekämpfung E und F angeschaltet.
Hierbei ist wegen der geöffneten Kontakte 64b und 65' die rechte Spule des polarisierten
Relais 75 stromlos. Die Anzugsverzögerung des Kontaktes 74 hat mit Bezug auf die
Kontaktscheibe A einen ähnlichen Zweck wie die Abfallverzögerung des Kontaktes
71' ;mit Bezug auf die Kontaktscheibe D, sie soll nämlich Stromstöße beim
gleichzeitigen Überwechseln der Kontakthebel 39a und So zwischen den Segmenten 41,
42 und 5a, 53 verhindern.
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Beginnt das Schiff aus einer statischen Schräglage heraus zu schlingern,
dann treten die Relais 64 und 65 in Tätigkeit, und es ergibt sich dieselbe Wirkungsweise,
wie oben beim Schlingern aus der Horizontallage heraus. beschrieben. Es wird also
zunächst für T;/4 Sek. die Schräglagenbekämpfung und erst dann das Schlingerdämpfen
eingeschaltet.
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Die Schaltungsanordnung nach Fig. 5 ist eineWeiterbildung für Stabilisierungsanlagen
mit Phasenwähler. Die Kontaktgeber nach Fig. 6 können dafür in gleicher Weise benutzt
werden. Es ist bereits bei Stabilisierungsanlagen mit Phasenwählern vorgeschlagen
worden (vgl. Patent 718 449), das Steuergerät mit einer Umschalteinrichtung zu versehen
für
beliebige Wahl der Anfang_,-phasenverschiebung nach einer Schiffsnullage. DieseUmschalteinrichtung
kann durch Hinzu fügung eines auf T4 Sek. eingestellten Zeitrelais so abgeändert
bzw. ergänzt «:erden, daß damit gleichzeitig die Lehre der vorliegenden Erfindung
verwirklicht ist. Fig. 5 bezieht sich auf eine solche Weiterbildung des Steuergerätes
nach Patent 718449.
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Der Phasenwähler ist so ausgebildet, daß er.zwischen zwei verschiedenen
Phasenzuständen der Tankflüssigkeitsbewegung die Auswahl trifft. Diese Phasenzustände
sind eine Phasenverschiebung von etwa 9o° (Deckabförderung) für resonanznahe und
kurze Schwingungen und eine Phasenverschiebung von etwa iSo° (Deckaufförderung),
sobald die Periodendauer der Schiffsschwingungen einen gewissen Grenzwert überschreitet,
also für die langen erzwungenen Schwingungen und Schräglagen. Ferner ist die Steuereinrichtung
nach Fig.5 so ausgebildet, dal im Bereich der aufgespaltenen Resonanzen die Stabilisierungsanlage
automatisch abgeschaltet wird. Sobald die langsamer werdenden Schiffsschwingungen
den .gefährlichen Bereich der aufgespaltenen Resonanzen erreicht haben, erfolgt
hierzu das Umschalten auf die schiffsfesten Kontakte, wobei jedoch der Leistungsregler
auf kleinste Stufe gestellt und damit die Anlagepraktisch abgeschaltet ist. Erst
wenn bei noch langsamer werdenden Schwingungen das gefährliche Gebiet durchlaufen
ist, wird durch stufenweise Betätigung des Leistungsreglers je nach dem Grade der
Schiffsneigungen die Förderfnaschine ein geschaltet und die Schiffsstabilisierung
wieder in Gang gesetzt. Die dafür erforderliche VergIeichsschaltung (Kontaktanordnungen
_ 1 und D) wird gleichzeitig für die Verwirklichung der erfindungsgemäßen Lehre
benutzt.
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Die Steuereinrichtung nach Fig. 5 unterscheidet sich von der Fig.
q. durch die Hinzufügung des Phasenwählers, nämlich der Relais 68, 69,
70 und 73 mit den Kontakten 68a. 6g11, 70' und 7o" sowie 73a. Die
Relais 68, 69 und 73 sind "Leitrelais, deren Kontakte Anzugsverzögerungen besitzen.
Ferner erfordert der Phasenwähler noch zwei weitere, von den Relais 64 und 65 betätigte
Kontakte 6d.11 und 65a im Phasenwählerstromkreis.
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Die Umschaltkommandos beim Schlingerdämpfen und bei der Schräglagenbekämpfunsowie
die Leistungssteuerung beim Schlingerdämpfen erfolgen über den Phasenwähler. NurdieLeistungssteuerung
beim Schräglagenbetrieb geht unmittelbar bei links liegendem Kontakthebel 75a an
die Kontaktanordnung F.
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Für die Beschreibung der Wirkungsweis:@ sei eine Eigenschwingungsperiode
des Schiffes von 8 Sek. zugrunde gelebt. Die erzwungenen Schwingungen mit einer
Schwingungsdauer von i i bis 15 Sek. mögen das gefährliche Gebiet der aufgespaltenen
Resonanzen bilden. L'ei einerSchwingungsdauerbis i i Sel:. (resonanznahe Perioden)
muß alsdann da:: Schlingerdämpfungskornm.andovon der Schal L-einrichtung B gegeben
«-erden. Gleichzeitig soll eine Leistungsregelung durch den Stufenkontakt C erfolgen.
Bei einer Schwingun,-sdauer zwischen ii und 15 Sek. ist die Stabilisierungsanlage
abzuschalten, was im vorliegenden Falle dadurch verwirklicht ist, d111:4 die Kommandogaben
nunmehr von der Kontaktanordnung E bei geschlossenem Leistungsregler erfolgen. Ist
die Schwingungsdauer länger als 15 Sek. oder liegt eine statische Schräglage vor,
dann erfolgen die Kommandos ebenfalls von der Kontaktanordnung l:, jedoch bei angeschlossenem,
von dein Stufenkontakt F betätigtem Leistungsregler.
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Mit den genannten Daten müssen die Kontakte der Verzögerungsrelais
68 und 69 eire Anzugsverzögerung von 5,5 Sek. haben. Die Verzögerung des Relais
73 muß etwas größer, also z. B. 6 Sek. sein. Die Verzögerungszeit des Relais ; 6
beträgt etwa T,(4 - -z Sek.
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Im Falle der resonanznahen Schwingungen ist die Einwirkung auf das
polarisierte R::-lais 75 genau so, wie bei Fig. ,I beschrieben, so daß der Kontakthebel7>a
rechts anliegt. Er schaltet die Kontaktanordnungen B und C jedoch nicht unmittelbar
an, sondern über deii Phasenwähler. Durch die Kontakteinrichtun,- D werden die Relais
64 und 65 im Hall>-periodentakt unter Strom gesetzt und dadurch über ihre Kontakte
64.a und 6511 abwechselnd die Verzögerungsrelais 68 und 69 erregt. Die zugehörigen
Verzögerungskontakte 68a und 6911 (Ruhekontakte) sprechen erst nach 5.5 Sek. an.
Da die Dauer des Stromflusses bei resonanznahen Schwingungen aber geringer als 5,5
Sek. ist, bleiben sie geschlossen. Folglich wird das Verzögerungsrelais ;3 (Verzögerungszeit
6 Sek.) an Spannung gelegt und sein Kontakt 73" geschlossen. Das im Stromkreis
von 73a liegende Relais 70 erhält Spannung, der Wechselreiter 70"
wird nach unten gelegt und der Kontakt 701' geschlossen. Es sind also die
Drehschiebernia,-nete (--#6 und 67 sowie der Leistungsreglermagnet79 an die Schalteinrichtungen
B und C angeschlossen. Der Schlingerdämpfungsbetrieb wird in dererforderlichenWeise
durchgeführt. i Geht das Schiff bei Aufhören des Schlingerns in die Horizontallage,
dann wird der Drehschieber durch die Zahnstange 63 in 11istelstellung gefahren,
da weder vonBnoch vonl; Kommandos erfolgen und die 'Magnete 66 i und 67 also stromlos
sind.
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Beim Schlingern aus der Horizontallage
heraus wird
wie bei derAnordnung nach Fig. 4 der Kontakthebel 75a des polarisierten Relais für
TJ4 Sek. nach links gelegt. Die Kontakteinrichtung F für die Schräglagenleistungsregelung
ist also angeschaltet. Däs Relais 70 ist stromlos (Stromfluß bei 75d unterbrochen),
so daß der Wechselschalter 7oa oben anliegt und der Kontakt lob geöffnet ist. Es
ist also weiter die Kontaktanordnung E angeschaltet, die die bei Schräglagenbetrieb
erforderlichen Umschaltkommandos gibt. Nach TJ4 Sek. liegt der Kontakthebel 75a
rechts an, das Relais 7o erhält Strom, und der Wechselschalter 70a geht nach unten,
während sich der Kontakt lob schließt. Die Kommandos erfolgen nunmehr von den Kontaktanordnungen
B und C für Schli.ngerdämpfungsbetrieb.
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Bei langen erzwungenen Schwingungen von einer Schwingungsdauer von
i i bis 15 Sek. bleibt der Kontakthebel 75a in seiner Rechtsstellung. Die die Eingangskommandos
aufnehmenden Relais 64 und 65 sind länger als 5,5 Sek. erregt, also die Kontakte
64a und 65a ab-,vechselnd länger als 5,5 Sek. geschlossen. Dadurch werden die Verzögerungsrelais
68 und 69 in Gang gesetzt und die Kontakte 68a und 69a kurzzeitig (um den 5,5 Sek.
übersteigenden Betrag der Halbperiode) geöffnet. Zwischen zwei Stromunterbrechungen
der Kontakte 68a und 69a liegt wegen der Anzugsverzögerung immer eine Zeit von 5,5
Sek., während der das Verzögerungsrelais 73 erregt ist. Da dessen Anzugsverzögerung
jedoch 6 Sek. beträgt, bleibt der Kontakt 7311 dauernd abgefallen. Somit ist das
Relais 70 stromlos, der Wechselschalter 70a liegt oben an, und der Kontakt
lob ist geöffnet. Folglich sind die Steuermagnete 66 und 67 an die Kontakteinrichtung
E angeschlossen, während der Leistungsreglermagnet 79 sowohl von dem Stufenkontakt
C als auch - da der Kontakthebel 7511 rechts anliegt - von dem Stufenkontakt F abgeschaltet
ist. Damit ist der für die Bekämpfung der langen erzwungenen Schwingungen erforderliche
Betriebszustand erreicht. Praktisch ist die T.ankstabilisierungsanlage abgeschaltet,
so daß den aufgespaltenen Resonanzen ausgewichen wird.
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Bei statischen Schräglagen bzw. bei einer 15 Sek. übersteigenden Schwingungsdauer
wird von der Kontaktanordnung A der Kontakthebel 75a des polarisierten Relais über
die Kontakte 64c, 65c und 74a nach links gelegt, d. h. die KontaktanordnungF an
den Leistungsregler angeschlossen. Beim Schlingern aus einer Schräglage heraus liegen
dieselben Verhältnisse vor wie beim Schlingern aus der Horizontallage.