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Durch einen Kreiselrichtungsweiser gesteuerte Selbststeuerungsanlage
Die in Gebrauch befindlichen Einrichtungen zur selbsttätigen Steuerung von Schiffen
haben als Hauptteil eine Stromschlußvorrichtung für einen Elektromotor, der unmittel=
oder mittelbar das Ruderblatt in Bewegung setzt. Der eine Teil- der Stromschlußvorrichtung
wird von den Bewegungen der Kompaßrose, der andere von denen des Ruders beherrscht
mit dem Ergebnis, daß das Ausscheren des Schiffes aus dem gewollten Kurs eine Verstellung
des Tochterkompasses und damit eine Verstellung des einen Teils der Stromschlußvorrichtung
zur Folge hat. Dadurch wird das Ruderlegen eingeleitet. Diese Bewegung wird auf
den anderen Teil der Stromschlußvorrichtung übertragen und so der elektrische Antrieb
des Ruders wieder unterbrochen.
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Eine solche Stromschlußvorrichtung ähnelt in ihrer Wirkung den aus
der Kreiselkompaßtechnik bekannten Kontakt-Nachlaufvorrichtungen : Eine stetige
Schiffsdrehung wird in eine unstetige Reihe von kurzen Schritten mit dazwischenliegenden
Ruhepausen umgewandelt, und darin liegt ein gewisser Nachteil: Während ein vernünftiger
Handrudergänger eine halbe oder eine ganze Umdrehung des Handrades in einem Zuge
machen würde, springt das Selbststeuer vier- oder achtmal an und legt das Ruderrad
Speiche um Speiche. Ist dieses schon bei der Dampfrudermaschine lästig, so bedeutet
das für die immer mehr sich einbürgernden elektrischen Rudermaschinen eine sehr
unerwünschte Überbeanspruchung der Kontakte an den Motorschützen. Die Erfindung`
setzt sich zum Ziel, diesen Übelstand zu beseitigen und an Stelle der vielen und
sehr kleinen, bei einer stetigen Wendung des Schiffes veranlaßten Ruderschritte
etwas größere und entsprechend seltenere zu setzen. Sie erreicht dieses Ziel -durch
Anordnung von Spielraum, vorzugsweise durch Anordnung einer einstellbaren Leerlaufstrecke
in der kinematischen Verbindung, die sich in bekannter Weise von dem vom Richtungsweiser
bewegten Element aus zu dem dem Ruder nachgedrehten Teil erstreckt und die Kontaktstücke
des den Rudermotor überwachenden Umsteuerschalters enthält. Hierdurch wird erreicht,
daß der Umsteuerschalter sowohl von dem Richtungsweiser als auch von dem dem Ruder
nachgedrehten Teil aus erst dann verstellt werden kann, wenn zuvor eine entsprechende
Leerbewegung des Ruders erfolgt ist.
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In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt: Ein
Arm = ist so angeordnet, beispielsweise von der Achse der Hauptrose eines Tochterkompasses
getragen, daß er an deren Drehungen relativ zum Schiff teilnimmt. Frei drehbar um
die Tochterrosenachse ist ein zweiter Arm z, der eine Kontaktperle 3 trägt. Der
Arm = ist mit zwei Anschlägen q. und 5 versehen, die die Winkelbewegung des Armes
z gegen den Arm = begrenzen- und zweckmäßig einstellbar sind. Auf einer mit Zahnkranz
versehenen, konzentrisch zum Arm i drehbaren Grundplatte 8 sind zwei voneinander
isolierte Halbringe 6 und 7 fest gelagert, der Zahnkranz
der Grundplatte
8 steht mit der Schnecke 9 in Eingriff. Diese Schnecke erhält ihren Antrieb von
einem nach Bedarf rechts oder links laufenden Motor 1o, der gleichzeitig vermittels
einer zweiten Schnecke 1i das Ruder 12 in Bewegung setzt.
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Diese zeichnerische Darstellung ist, wie schon bemerkt, rein schematisch
und soll nur die Abhängigkeit der einzelnen Bewegungen voneinander darstellen. In
Wirklichkeit können noch Fernübertragungen mittels Telemotor, Axiometer oder elektrischer
Art, Kupplungen und Dampf- oder elektrische Rudermaschinen dazwischenliegen.
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Der Arm 2 hat gegenüber der Grundplatte 8 eine mäßige Reibung, während
er mit Bezug auf Arm i so reibungslos wie möglich gelagert ist. Es folgt daraus,
daß der Arm i, wenn er beim Abweichen des Schiffes aus dem gewollten Kurs eine kleine
Verdrehung erfährt, den Arm 2 anfänglich noch nicht mitnimmt. Dies geschieht vielmehr
erst von dem Augenblick an, wo er an Anschlag 4 oder 5 anliegt: sei dies beispielsweise
Anschlag 4, so wird bald darauf das Kontaktstück 3 mit dem leitenden Halbring 7
in Berührung treten und den Motor 1o derart in Umdrehung versetzen, daß die Grundplatte
8 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Hierbei wird der Arm 2 durch die Reibung gegen
die Grundplatte 8 so lange mitgenommen, bis er an den anderen Anschlag 5 stößt,
in seiner Bewegung gehemmt wird und alsbald den Kontakt mit Halbring 7 unterbricht.
Dieses Spiel wird sich nach der einen oder anderen Richtung beim Gebrauch des Selbststeuers
wiederholen mit dem Erfolg, daß zwar im allgemeinen die Proportionalität zwischen
Kursabweichung des Schiffes und Ruderlage erhalten bleibt, daß aber die dazu erforderlichen
Bewegungen des Ruders in einzelne größere Schritte aufgelöst werden.
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Es geht aus der Abbildung hervor, daß die Größe dieser Schritte von
der regelbaren Leerlaufstrecke zwischen den beiden Anschlägen 4 und 5 abhängt, da
der dem Ruder nachgedrehte Teil, nämlich die Grundplatte 8, eine Trennung des Kontaktstückes
3 von dem betreffenden leitenden Halbring erst ausführen kann, wenn zuvor diese
Leerlaufstrecke durch eine entsprechende Leerbewegung des Motors'lo aufgenommen
ist. Eine entsprechende Leerbewegung muß der Arm i ausführen, um den Rudermotor
wieder im selben Drehsinne in, Gang. zu setzen.
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Die Erfindung läßt sich auch noch auf verschiedene andere Weisen verkörpern.
Z. B. könnten die Halbringe 6 und 7, anstatt fest auf der Grundplatte 8 zu sitzen,
mit geringer Reibung um einen bestimmten Winkel konzentrisch drehbar angeordnet
sein. An Stelle der Arme i und 2 würde dann ein einziger Arm treten, der mit mäßiger
Reibung die Kontaktringe 6 und 7 in der einen oder anderen Richtung so lange mitnimmt,
bis ihre Bewegungsmöglichkeit gegen Grundplatte 8 erschöpft ist. Auch in diesem
Falle ist der Spielraum bzw. die Leerlaufstrecke in der kinematischen Verbindung
angeordnet, die sich vom Element i aus zu der dem Ruder nachgedrehten Grundplatte
8 erstreckt und eine gegenseitige Kräfteübermittlung zur Betätigung des Umsteuerschalters
3, 6, 7 ermöglicht.
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Eine weitere Ausführungsform ist in Abb. 2 schematisch dargestellt.
Die Kontakthalbringe 6 und 7, durch deren Vermittlung der Rudermotor in der einen
oder anderen Richtung in Umlauf versetzt werden kann, sind schiffsfest aufgestellt,
und der Kontaktarm i' wird von einer Achse 13 getragen, die von der einen Hälfte
der regelbaren Leerlaufkupplung 14 angetrieben wird. Die andere Hälfte von 14 erhält
ihren Antrieb von der »dritten Achse« 15 eines Differentialgetriebes 16, dessen
andere beide Achsen unter der Einwirkung des Kompaßmotors 17 und des Rudermotors
18 stehen. Es ist ersichtlich, daß jede Kursänderung des Schiffes vermittels des
Kompaßmotors 17 auf die Achse 15 übertragen wird und nach Durchlaufen der Leerlaufstrecke
den Arm i' zum Stromschluß für den Rudermotor 18 veranlaßt. Sobald dieser läuft,
dreht er die Achse 15 in der entgegengesetzten Richtung, so daß erst die Leerlaufstrecke
der Kupplung 14 durchlaufen werden muß, ehe die Achse 13 mit dem Kontaktarm i' so
zurückgedreht wird, daß der Kontakt wieder unterbrochen ist. Die Wirkungsweise ist
also genau die gleiche wie bei Abb. i. Auch hier bildet die Welle 13 einen Teil
der kinematischen Verbindung, die sich von der Welle 17 zu der Welle 18 erstreckt.
Hierbei ist es nicht unbedingt notwendig, daß einer der beiden stromführenden Teile
des Kontaktes von der Welle 13 getragen wird, sondern die Welle 13 könnte z. B.
eine Nockenscheibe oder einen Finger tragen, der schiffsfest angeordnete Federkontakte
durch seine Drehung um 13 schließt oder öffnet. Denn auch dann kommt die Leerlaufstrecke
in jedem einzelnen Fall sowohl für das Schließen wie für das Öffnen des Kontaktes
in Betracht, wie es der Grundgedanke der Erfindung erfordert.
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Es ist bekannt, am Selbststeuer regelbare Leerlaufstrecken anzuordnen,
z. B. zwischen Rudermotor 1o und Antriebsschnecke 9 oder zwischen dem Antriebsmotor
des Tochterkompasses und der Hauptrosenachse, an der gemäß Abb. i der Arm i sitzt.
Derartige Leerlaufstrecken sind in der Wirkungsweise ganz verschieden von der Erfindung,
bei der die Leerlaufstrecke derart im Hinblick auf den einer Verstellung des Umsteuerschalters
entgegenwirkenden Widerstand angeordnet ist, daß der Umsteuerschalter erst dann
verstellt werden kann, wenn der Spielraum zuvor durch eine
entsprechende
Leerbewegung des vom Ruder nachgedrehten Teiles oder des vom Richtungsweiser bewegten
Elementes aufgenommen ist. Ist der Spielraum zwischen der Welle des Motors fo und
Schnecke 9 (Abb. i) angeordnet, während zwischen der Achse des Tochterkompasses
und dem Arm 2 kein Spielraum besteht, so wird der Umsteuerschalter 3, 6, 7 bei einer
Wendung des Schiffes intermittierend eingeschaltet werden, ohne daß jedesmal zuvor
jener Spielraum aufgenommen würde. Denn bei einer Drehung des Armes 2 kann eine
Aufnahme des Spielraums infolge der Selbsthemmung der Schnecke 9 nicht erfolgen.
Infolgedessen könnte diese Einrichtung ebensowenig wie die andere bekannte Einrichtung
verhindern, daß eine stetige Schiffsdrehung in eine größere Reihe ganz kurzer, sehr
rasch aufeinanderfolgender Schritte aufgelöst wird, was zu vermeiden das Ziel der
Erfindung ist.