DE370829C - Elektrische Ruderanlage mit selbsttaetiger Kurssteuerung - Google Patents

Description

Die yielfachen Versuche, Schiffe selbsttätig auf einem bestimmten Kurs zu steuern, haben erst zu praktischen Erfolgen geführt, seitdem es besonders mit Hilfe des Kreiselkompasses gelungen ist, die Kompaß bewegung mit beliebiger Richtkraft zu übertragen.

Die Einrichtung ist dabei so getroffen, daß ein Motor,, dessen Bewegung proportional dem Ruderausschlag ist, durch eine Kontaktvorrichtung ein- und ausgeschaltet wird, deren Schaltweg der Differenz von Kursabweichung und Ruderwinkel verhältnisgleich ist.

Bei den bisherigen Ausführungen bewegt dieser Motor das Steuerrad, das durch eine zur Rudermaschine führende Wellenleitung den Wechselschieber der Dampfmaschine öffnet, der dann durch die Maschine selbst wieder zurückgestellt wird.

Bei· elektrischen Rttdermaschinen pflegt der ao Anlasser des Elektromotors, in ähnlicher "Weise j ein- und ausgeschaltet zu werden, doch gibt es hier auch eine andere Steuerung ohne Rückführung des Steuerorgans durch die Maschine, bei der der Rudermotor unmittelbar am Steuerstande ein- und ausgeschaltet wird.

Dieser Steuerschalter erhält nun außer den beiden Stellungen für die Bewegung des Ruders nach Backbord oder Steuerbord und den Ausschaltstellungen, auf denen das Ruder in der erreichten Lage verharrt, eine bestimmte Stellung, auf der die Steuerleitungen des Motors mit der Kontaktvorrichtung für selbsttätige Kurssteuerung verbunden werden.

Damit jederzeit durch Handsteuerung beliebige Kursänderungen vorgenommen werden können, wird nach der Erfindung die Kontaktvorrichtung nur so lange vom Kurs beeinflußt, wie der Steuerschalter auf der Stellung für selbsttätige Kurssteuerung steht.

*) Von dem Patentsucher ist als Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Johannes Bahl in Siemensstadt b. Berlin.

AhI). ι ist ein Schaltbild einer solchen Anlage. Das Ruder ι wird mit passender Übersetzung vom Motor 2 bewegt, der der Einfachheit wegen als Nebenschlußmotor dargestellt ist und durch die Schützen S₁ und S₂ gesteuert wird. Der Selbstanlasser, der die Anlaßwiderstände kurzschließt, ist fortgelassen. In Ruhelage beider Schützen ist der Motoranker kurzgeschlossen, Schütze S₁ schaltet den Motor auf Linkslauf, Schütze S₂ auf Rechtslauf.

Der Ruderlagegeber 3, der mit passender

Übersetzung vom Ruderschaft angetrieben wird, arbeitet auf die beiden Ruderlageempfänger 4 und 6. Von den verschiedenen Systemen, die für solche Apparate bestehen, ist eine mit eindeutiger Einstellung zu wählen, rl. h. es muß jeder Stellung des Gebers auch eine bestimmte Stellung des Empfängers entsprechen.

Gesteuert wird nur nach dem Ruderlagezeiger 4 mit dem Steuerschalter 5. Wird dieser z. B. auf St. B. gelegt, so wird S₂ mit η verbunden, und es fließt Strom von p durch S₂ nach n, der Motor dreht sich in der Pfeilrichtung und legt das Ruder nach Steuerbord. Zu Stelking O des Steuerschalters bleibt das Ruder in der eingenommenen Lage, der Motor ist ausgeschaltet. Entsprechend sind die \*orgänge in den Stellungen B. B. und Ü.

Wird der Steuerschalter jedoch in seine mit »Kurs« bezeichnete Mittellage gelegt, die er unter dem Einfluß einer Rückstellfeder stets selbsttätig einnimmt, wenn er losgelassen wird, so werden die Steuerleitungen S₁ und S₂ mit If₁ und t₂ verbunden, die durch Relais mit den Wicklungen T₁ und /-„ mit dem Pol η der Stromquelle verbunden werden können.

Gleichzeitig werden durch den Steuerschalter die Verbindungen Xx₁, yy\, SS₁ hergestellt, durch die der von einem Kreiselmutterkompaß betätigte Kontaktgeber 8 mit einem Empfänger 7 elektrisch gekuppelt wird. Bei der beispielsweise dargestellten Ausführung ist angenommen, daß diese übertragung keine mit eindeutiger Einstellung, sondern nur eine synchrone ist, d. h. Geber und Empfänger laufen synchron, solange sie elektrisch verbunden sind, können aber gegenseitig verstellt werden, ohne daß diese Verstellung ausgeglichen wird. Hierfür ist das bekannte Sechsrollensystem angenommen. Wird die elektrische Verbindung von Geber und Empfänger hergestellt, nachdem der Geber vorher beliebig verstellt worden äst, so stellt sich der Weicheisenanker des Empfängers auf dem kürzesten Wege in die Richtung des durch den Geber erregten Spulenpaares ein und beschreibt hierbei einen Winkel von höchstens 90⁰. Die Übersetzung, mit der der Geber angetrieben wird, muß so gewählt werden, daß dieser Winkel nur eine für die Navigation unwesentliche Kursabweichung verursacht, denn um den entsprechenden Betrag wird der Kurs, den das Schiff nunmehr einnimmt, von dem zuletzt gesteuerten abweichen.

Läßt sich diese Bedingung nicht erfüllen, so ist zwischen dem Kompaßmotor 7 und der Kontaktvorrichtung 9 eine mechanische Kupplung einzuschalten, die zweckmäßig durch einen Elektromagneten in der »Kurs«-Lage des Steuerschalters betätigt wird, während .!-.!■j, VV₁, SS₁ dauernd miteinander verbunden Meinen.

An der Kontaktvorrichtung 9 befinden sich nun in einem gewissen Abstande voneinander die Kontakte T₁ und r„, deren Anordnung aus den Abb. 2 und 3 deutlicher zu ersehen ist.

Sie sind mit der Isolationsplatte 13 auf dem Arm 14 befestigt und durch Schleifringe mit den Bürsten 15, 16 verbunden. Der Arm 14 wird durch das Vorgelege 17 von dem Kompaßmotor 7 bewegt.

Zwischen den Kontakten t\ und r₂ spielt nun die Kontaktzunge 11, die von dem Ruderlageempfänger 6 bewegt wird.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Weicht das Schiff nach B. B. von dem Kurse ab, den es besaß, als der Steuerschalter auf »Kurs« gelegt und dadurch der Kompaßempfänger 7 mit dem Geber 8 gekuppelt wurde, so wird durch 7 der Kontakt r₂ an die Kontaktzunge des Ruderlageempfängers gelegt unrl diese, da die Drehbewegung des Schiffes zunächst noch weitergeht, um ein kleines Stück aus ihrer Lage verdreht, so daß sie schließlich mit verhältnismäßig kräftigem Druck an r, anliegt. Nun fließt ein Strom von ρ durch die Kontaktzunge, Relais r₂ nach n\ folglich wird der Kontakt n, t„ geschlossen und damit die Schütze S₂ erregt, die ihrerseits den Motor einschaltet, und zwar auf Rechtslauf, was eine Bewegung des Ruders nach St. B. zur Folge hat, durch die das Schiff nach St. B., also auf den früheren Kurs, zurückgedreht wird.

Diese Ruderbewegung währt so lange, bis die Kontaktzunge, der neuen Ruderlage entsprechend, den Kontakte verlassen hat, und es kommt nun darauf an, ob der erreichte Ruderwinkel genügt, die Drehbewegung des Schiffes aufzuheben. Ist dies nicht der Fall, so nähert sich r₂ von neuem der Kontaktzunge und vergrößert dadurch den Ruderausschlag, bis das so hervorgerufene Moment den Kräften das Gleichgewicht hält, die das Schiff abzulenken trachten. Sind diese Kräfte dauernd, wie z. B. Wind oder einseitige Schraubemvirkung, so bleibt das Ruder in dieser Lage; war die Störung jedoch nur vorübergehend, z. B. Wellenbewegung, so wird nunmehr durch das Ruder das Schiff in entgegengesetzter Rieh-

tung gedreht, wodurch r_r Kontakt macht und veranlaßt, daß sich das Ruder wieder nach mittschiffs zurückbewegt.

Die Einrichtung wird folgendermaßen bedient:

Zum Manövrieren wird der Steuerschalter so lange nach B. B. oder St. B. gelegt, wie sich das Ruder nach dieser Seite bewegen soll.
In den Stellungen O bleibt das Ruder in der

to erreichten Lage.

In der Stellung »Kurs« nimmt das Ruder selbsttätig die Lage ein, die zur Beibehaltung des in diesem Augenblick gerade erreichten Kurses erforderlich ist. Sie wird im allgemeinen der Mittschiffslage des Ruders entsprechen.

Die geschilderte Ausführungsform ist nur eiin Beispiel. An Stelle der elektrischen Kupplung zwischen Kompaß und Kontaktvorrichtung kann z. B. auch eine mechanische, durch Elektromagneten betätigte Kupplung treten.

Die Relais r_x und r₂ können wegfallen, wenn

es gelingt, die Kontaktvorrichtung so kräftig auszubilden, daß damit die Ströme in den Wicklungen der Schützen S₁ und S₂ unmittelbar geschaltet werden können.

Da die Kontaktvorrichtung 9 an keinen bestimmten Ort gebunden ist, so kann sie z. B. in den Ruderraum verlegt werden; die Kontaktzunge kann vom Ruder mechanisch angetrieben werden. Da ihr Ausschlag durch die Kontakte^ und r₂ begrenzt ist, während das Ruder beim Manövrieren beliebige Bewegungen ausführen muß, so ist ein federndes Zwischenglied zwischen der Kontaktzunge und dem Ruder vorzusehen und der Antrieb durch den Kompaßmotor gegen Rückdrehung durch die Kontaktzunge zu sichern. Die Federung kann auch zwischen den Kontaktarm 14 und seinen Antrieb 17 verlegt werden.

Auch der Ersatz des Kompaßmotors 7 durch den als Richtungsweiser dienenden Kreisel ist möglich, wenn man die bereits obenerwähnte Kupplung zwischen dem Kreiselkompaß und der Kontaktvorrichtung anbringt, damit der Kreiselkompaß beim Manövrieren frai beweglich bleibt. Ebenso kann die unmittelbare oder mittelbare Betätigung des Armes 14 der Kontaktvorrichtung durch eine andere Einrichtung geschehen, die der Kursablenkung proportionale Bewegungen hervorruft, aber nicht gerade ein Kreiselkompaß ist.

Ferner ist das Anwendungsgebiet der Erfindung nicht auf die j engen Fälle beschränkt, in denen der Motor 2 (Abb. 1) das Ruder unmittelbar antreibt, sondern der Antrieb des Ruders kann auch mittelbar unter Zwischenschaltung einer anderen Kraftmaschine erfolgen, derart, daß der Motor die Kraftmaschine so steuert, daß sie das Ruder um Winkel dreht, die dem Motorwege proportional sind. Erreicht wird dies dadurch, daß dem Steuerorgan der Kraftmaschine mit Hilfe eines Differentialgetriebes die Differenz .der Bewegungen von Motor und Ruder erteilt wird. Der Motor 2 stellt dann lediglich den Empfänger einer elektrischen Fernübertragung dar, die die sons't übliche Anlaß- oder Axiometerleitung oder den hydraulischen Telemotor ersetzt. Die Betätigung dieses Motors auf der Brücke weicht aber insofern von 'den der bisher üblichen mechanischen Übertragungen ab, als am Steuerstand nicht ein Handrad so lange gedreht, wie sich das Ruder bewegen soll, sondern nur ein Hebel so lange in der Einschaltstellung gehalten wird.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrische Ruderanlage mit selbsttätiger Kurssteuerung, bei der ein das Ruder bewegender Motor durch einen am Steuerstand befindlichen Schalter ein- und ausgeschaltet wird, der bei einer bestimmten Stellung die Verbindungen für selbsttätige Kurssteuerung herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die aus zwei gegeneinander beweglichen Kontaktsätzen bestehende Kontaktvorrichtung, die in an " sich bekannter Weise in eindeutiger Abhängigkeit vom Ruderwinkel oder proportional der Kursabweichung bewegt wird, nur so lange von der Kursabweichung beeinflußt wird, wie der Steuerschalter in der bestimmten Stellung für Kurssteuerung steht.

2. Elektrische Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen der elektrischen,

• nicht eindeutigen synchronen Bewegungs-Übertragung, die in bekannter Weise das Kontaktsystem proportional der Kursabweichung bewegt, nur in der Stellung des Steuerschalters auf Kurssteuerung geschlossen sind.

3. Elektrische Steuerung nach An-; Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der proportional der Kursabweichung bewegte Teil der Kontaktvorrichtung durch eine zweckmäßig elektromagnetisch betätigte Kupplung mit einem mit der Kompaßrose bewegten Antrieb gekuppelt wird, sobald

• der Steuerschalter auf Kurssteuerung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.