DE507277C

DE507277C - Device for the automatic steering of a ship

Info

Publication number: DE507277C
Application number: DEN26864D
Authority: DE
Original assignee: Carp & Horter S Handel Mij Im
Current assignee: Carp & Horter S Handel Mij Im
Priority date: 1927-01-25
Filing date: 1927-01-25
Publication date: 1930-09-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern eines Schiffes, bei der ein gegen die Magnetnadel oder die Kompaßrose gerichteter und von dieser mittels spiegelnder Flächen zurückgeworfene Lichtstrahl je nach Stellung der Magnetnadel unter Verwendung von Selenzellen* Relaisstromkreise schließt, durch die ein Hauptstromkreis zur Verstellung desThe invention relates to a device for automatically controlling a Ship, in which a pointed against the magnetic needle or the compass rose and from this light beam reflected by reflective surfaces depending on the position of the Magnetic needle using selenium cells * closes relay circuits through which a main circuit for adjusting the

ίο Steuers eingeschaltet wird.ίο tax is switched on.

Bei bisher bekannten selbsttätigen Steuerapparaten in Abhängigkeit von der Kompaßstellung hat man die Magnetnadel selbst dazu benutzt, unmittelbar einen Kontakt zu schließen. In previously known automatic control apparatus as a function of the compass position you have used the magnetic needle itself to close a contact immediately.

Unter Berücksichtigung der Empfindlichkeit der Magnetnadel nun, die eine Belastung der Gleitkontakte nicht zuläßt, entspricht (Jiese Lösung den gestellten ForderungenTaking into account the sensitivity of the magnetic needle now that's a burden which does not allow sliding contacts, (this solution meets the requirements

ao keineswegs. Man hat daher vorgeschlagen, die Kompaßrose mit einem Spiegel zu versehen, durch den ein von einer Lichtquelle kommender Lichtstrahl auf ther-mostatische Säulen zurückgeworfen wird. Hierbei soll die gerade getroffene thermostatische Säule erwärmt werden, um den Widerstand in der Säule zu verändern und dadurch in gleicher Weise auch den betreffenden Relaisstromkreis, durch den dann die weiteren Tätigkeiten eingeleitet werden. Auch Vorschläge in dieser Richtung sind nicht geeignet, in der Praxis durchgeführt zu werden, da ein richtiges oder nicht richtiges Arbeiten von der die Vorrichtung umgebenden Temperatur abhängig ist.ao by no means. It has therefore been proposed to provide the compass rose with a mirror, through which a light beam coming from a light source is reflected back onto thermostatic columns. Here should the thermostatic column just hit will be heated to increase the resistance in the To change the column and thereby also the relevant relay circuit in the same way, through which the further activities are then initiated. Proposals in this direction are also not suitable in the To be carried out as a correct or incorrect work by the practice the device ambient temperature is dependent.

Auf anderem Gebiete, beispielsweise zur Fernsteuerung eines Nebenkompasses von einem Hauptkompaß aus, ist es bereits bekannt, von der Kompaßrose aus Selenzellen durch Licht zu bestrahlen, hierdurch Stromkreise ein- oder auszuschalten und mit Hilfe dieser die Nadel des Nebenkompasses synchron mit derjenigen des Hauptkompasses zu verstellen. Eine-Übertragung dieser Idee auf die selbsttätige Steuerung eines Schiffsruders ist schon um deswillen nicht durchführbar, da eine synchrone Bewegung des Ruders mit der Kompaßnadel niemals angestrebt werden kann. Vielmehr muß der Ausschlag des Ruders je nach Art des Schiffes, der Witterungs- und Strömungsverhältnisse gegenüber dem Ausschlag des Kompasses verschieden sein, um den gewünschten Zweck zu erreichen und den richtigen Kurs des Schiffes beizubehalten.In other areas, for example for remote control of a secondary compass from from a main compass, it is already known from the compass rose made from selenium cells to irradiate with light, thereby switching circuits on or off and with help adjust the needle of the secondary compass synchronously with that of the main compass. A transfer of this idea the automatic steering of a ship's rudder is for that reason not feasible, since a synchronous movement of the rudder with the compass needle can never be aimed for. Rather, the rash must of the rudder depending on the type of ship, the weather and current conditions compared to the deflection of the compass be different to achieve the desired purpose and the correct course of the Ship to maintain.

Der Zweck der Erfindung ist es daher, Einrichtungen zu schaffen, die dies ermöglichen, und zwar geschieht es in erster Linie dadurch, daß die Entfernungen der Selenzellen untereinander einstellbar sind. Hierdurch kann die Bewegungsübertragung vom Kompaß auf das Steuer ganz individuell entsprechend der Art des Ruders sowohl als auch des Schiffes und unter Berücksichtigung der jeweiligen Witterungs- und Strömungsverhältnisse verschieden eingestellt werden mitThe purpose of the invention is therefore to create devices that enable this and it happens primarily because the selenium cells are removed are adjustable among each other. This allows the movement to be transmitted from the compass on the rudder individually according to the type of rudder as well as the ship and taking into account the respective weather and flow conditions can be set differently with

der Folgeerscheinung, daß das Schiff seinen einmal genommenen und eingestellten Kurs selbsttätig beibehält. Vorteilhaft können hierbei auf einer um die Kompaßachse einstellbar verschwenkbaren Platte eine Lichtquelle und mehrere Selenzellen derart angeordnet sein, daß der von der Lichtquelle ausgehende und von einem mit der Magnetnadel fest verbundenen Spiegel reflektierte Lichtstrahl je nach der Nadelstellung die eine oder andere Selenzelle trifft. Die praktische Durchführung geschieht erfindungsgemäß durch eine beim Verstellen des Steuers in der einen oder anderen Richtung zwangläufig mitgenommene Kurvenstange mit mehreren schleifenden Kontakten, die je nach ihrer Stellung Hauptstromkreise für den Antriebsmotor in der einen oder anderen Richtung schließen oder in der Nullstellung beide ao Stromkreise unterbrechen.the consequence of the ship being on its course once it has been taken and set maintains automatically. Advantageously, it can be set on one around the compass axis pivotable plate a light source and a plurality of selenium cells arranged in this way be that the light beam emanating from the light source and reflected by a mirror firmly connected to the magnetic needle one or the other selenium cell hits depending on the needle position. The practical one Implementation is done according to the invention by one when adjusting the control in the one or the other direction necessarily entrained cam rod with several sliding contacts, the main circuits for the drive motor depending on their position close in one direction or the other or both in the zero position ao interrupt circuits.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:An exemplary embodiment is shown in the drawing of the subject matter of the invention, namely show:

Abb. ι die Vorrichtung in Verbindung mit ag einem Steuerrad, von vorn gesehen,Fig. Ι the device in connection with a steering wheel, seen from the front,

Abb. 2 den dazugehörigen Grundriß,
Abb. 3 den Steuerkompaß von oben gesehen undFig. 2 the associated floor plan,
Fig. 3 the steering compass seen from above and

Abb. 4 ein Schaltungsschema.
Mit dem Steuerrad 5 ist eine doppelte Seilscheibe 6 fest verbunden, von der entgegengesetzt aufgewickelt zwei Seilzüge 7 und 8 nach einer zweiten doppelten Seilscheibe 9 führen. Diese Seilscheibe 9 sitzt zusammen mit einem Schneckenrad 10 auf einer gemeinsamen Welle 11 und das Schnekkenrad 10 kämmt mit einer unmittelbar mit einem Elektromotor 12 gekuppelten Schnecke 13. Je nach dem Drehsinn des Elektromotors 12 wird durch die Seilzüge 7 und 8 das Steuerrad 5 entweder in der einen oder in der anderen Richtung gedreht. Der doppelte Seilzug verhindert hierbei jede Möglichkeit eines Rutschens, so daß Synchronismus zwisehen Elektromotor und Steuerrad herrscht. 'Auf derselben Welle 11 ist noch ein Stirnrad 14 aufgekeilt, das mit einer Zahnstange 15 kämmt. Diese Zahnstange ist auf der anderen Seite als Kurve mit drei verschiedenen Höhen 16, 17, 18 ausgebildet. Mit dieser Kurve arbeiten eine beliebige Anzahl, beispielsweise sieben Gleitkontakte 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 zusammen, indem sich deren Rollen 26 auf die Kurve stützen, so daß bei einer Hinundherbewegung der Zahnstange 15 die verschiedene Kontakte gehoben und gesenkt werden. Jeder Kontakt besitzt eine leitende Zone 27, die mit entsprechenden Schleifkontakten 28 und 29 zusaminenarbeiten können. Die Anordnung ist hierbei so gewählt, daß die auf der unteren Kurve 16 auf ruhenden Kontakte 19, 20, 21 die unteren Schleifkontakte 29 schließen, die auf der höchsten Kurve 18 auf ruhenden Kontakte 23, 24, 25 dagegen die oberen Schleifkontakte 28, während der auf dem Kurventeil 17 aufruhende Kontakt 22 sich in Mittelstellung befindet und weder den oberen Schleifkontakt 28 noch den unteren 29 schließt.Fig. 4 is a circuit diagram.
A double pulley 6 is firmly connected to the steering wheel 5, from which two cables 7 and 8, wound in opposite directions, lead to a second double pulley 9. This pulley 9 sits together with a worm wheel 10 on a common shaft 11 and the worm wheel 10 meshes with a worm 13 directly coupled to an electric motor 12. Depending on the direction of rotation of the electric motor 12, the control wheel 5 is either in the rotated one or the other direction. The double cable pull prevents any possibility of slipping, so that there is synchronism between the electric motor and the steering wheel. A spur gear 14 that meshes with a rack 15 is keyed on the same shaft 11. On the other hand, this rack is designed as a curve with three different heights 16, 17, 18. Any number, for example seven sliding contacts 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 work together with this curve, in that their rollers 26 are supported on the curve, so that when the toothed rack 15 moves to and fro, the various contacts are raised and lowered will. Each contact has a conductive zone 27 which can work together with corresponding sliding contacts 28 and 29. The arrangement is chosen so that on the lower curve 16 on resting contacts 19, 20, 21 close the lower sliding contacts 29, that on the highest curve 18 on resting contacts 23, 24, 25, however, the upper sliding contacts 28, during the The contact 22 resting on the curve part 17 is in the middle position and neither the upper sliding contact 28 nor the lower 29 closes.

Abb. 3 zeigt den Kompaß mit den zur Erteilung der elektrischen Impulse notwendigen Einrichtungen, und zwar bestehen diese aus einem auf der Nadel 30 angeordneten Spiegel 31, der einen von einer Lichtquelle 32 daraufgeworfenen Lichtstrahl 33, wie aus der Zeichnung ersichtlich, in Richtung 34 zurückwirft. Die Lichtquelle 32 ist so eingerichtet, daß durch einen Schlitz 35 ein schmaler parallel verlaufender Strahl in Richtung auf den Spiegel 31 austritt. In der Bahn des durch den Spiegel 31 zurückgeworfenen Strahles 34 befinden sich entsprechend den sieben Kontakten 19 bis 25 sieben Selenzellen 36," 37, 38, 39, 40, 41, 42, die in entsprechenden Stromkreisen liegen. Sowohl die Lichtquelle 32 als auch die sieben Selenzellen 36 bis 42 sind auf einer gemeinsamen Grundplatte 43 angeordnet, die um die Achse des Kompasses verschwenkbar ist, so daß man mit Hilfe dieser Einrichtung jeden Kurs einstellen kann.Fig. 3 shows the compass with the necessary to issue the electrical impulses Devices, namely these consist of a mirror 31 arranged on the needle 30, which is one of a light source 32 as can be seen from the drawing, throws back the light beam 33 thrown thereon in the direction 34. The light source 32 is arranged so that through a slot 35 a narrow parallel running beam in the direction of the mirror 31 exits. In the path of the through the mirror 31 reflected beam 34 are located in accordance with the seven Contacts 19 to 25 seven selenium cells 36, " 37, 38, 39, 40, 41, 42, which are in corresponding circuits. Both the light source 32 and the seven selenium cells 36 to 42 are on a common base plate 43 arranged, which is pivotable about the axis of the compass, so that you can with the help this facility can set any course.

Das Schaltungsschema jeder der sieben Selenzellen ist aus Abb. 4 ersichtlich und soll für die Selenzelle 36 und den dazugehörigen Kontakt 19 näher beschrieben werden.The circuit diagram of each of the seven selenium cells is shown in Fig. 4 and should for the selenium cell 36 and the associated contact 19 are described in more detail.

Eine Stromquelle 44 liegt mit der Selenzelle 36 und dem Elektromagneten 45 eines Relais in einem Stromkreis 48. Mit dem Elektromagneten 45 arbeitet ein Anker 46 zusammen, der geeignet ist, den von einer starken Stromquelle 47 kommenden Strom über den Elektromotor 12 zu schließen, sobald die Schleifkontakte 29 durch die leitende Zone 27 des Kontaktes 19 verbunden sind. Wird also beispielsweise die Selenzelle 36 be- »05 strahlt, dann wird der Stromkreis 48 geschlossen, der Elektromagnet 45 zieht den Anker an und dementsprechend wird auch der Stromkreis 49 geschlossen, vorausgesetzt, daß der Kontakt 19 die gezeichnete Stellung einnimmt.A current source 44 is connected to the selenium cell 36 and the electromagnet 45 Relay in a circuit 48. An armature 46 works with the electromagnet 45, which is suitable for closing the current coming from a strong current source 47 via the electric motor 12 as soon as the sliding contacts 29 are connected by the conductive zone 27 of the contact 19. If, for example, the selenium cell 36 becomes »05 radiates, then the circuit 48 is closed, the electromagnet 45 pulls the Armature on and accordingly the circuit 49 is also closed, provided that that the contact 19 occupies the position shown.

Die Wirkungsweise der Gesamteinrichtung ist die folgende:The mode of operation of the entire facility is as follows:

Angenommen, das Schiff fährt genau den angesteuerten Kurs, so nehmen die einzelnen Teile die in Abb. 1 und 3 gezeichnete Stellung ein, indem der von der Lichtquelle 32 kommende Lichtstrahl die mittelste Selenzelle 39 trifft, also den entsprechend dazugehörigen Stromkreis 48 schließt. Der dazugehörige Hauptstromkreis wird in diesem Falle aber nicht geschlossen, da der dazugehörigeAssuming that the ship is going exactly the course it is heading for, each of them will take Divide the position shown in Figs. 1 and 3 by dividing the position from the light source 32 incoming light beam hits the central selenium cell 39, that is, the correspondingly associated Circuit 48 closes. The associated main circuit is not closed in this case because the associated

Schleifkontakt 22 sich in Mittelstellung befindet, in der die Zone 27 keinen der Kontakte 28 oder 29 berührt.Sliding contact 22 is in the middle position in which the zone 27 does not have any of the contacts 28 or 29 touched.

Weicht jetzt das Schiff etwas von seinem Kurs ab, so schlägt die Magnetnadel 30 entsprechend aus. Die Folge davon ist, daß auch der Lichtstrahl 33 in etwas anderer Richtung zurückgeworfen wird, so daß er beispielsweise nunmehr die Selenzelle 38 trifft. Hierdurch wird der zugehörige Stromkreis 48 geschlossen, der wiederum den dazugehörigen Hauptstromkreis 49 schließt, da in diesem Falle der Kontakt 21 die beiden Schleifkontakte 29 durch seine Zone 27 verbindet. Der Motor 12 wird also in der durch die Kontakte 29 bestimmten Richtung in Umlauf gesetzt und verdreht durch das weiter oben beschriebene Zwischengetriebe das Steuerrad 5. Gleichzeitig wird aber auch die Zahnstange 15 in Bewegung gesetzt und der Kontakt 21 steigt auf die Kurve 17 hinauf. In dieser Stellung wird die Verbindung zwischen den Schleifkontakten 29 gelöst und somit der Hauptstromkreis 49 unterbrochen.If the ship now deviates somewhat from its course, the magnetic needle 30 strikes accordingly the end. The consequence of this is that the light beam 33 is also reflected in a slightly different direction, so that it for example, the selenium cell 38 now hits. This creates the associated circuit 48 closed, which in turn closes the associated main circuit 49, since in this case the contact 21 is the two Connecting sliding contacts 29 through its zone 27. The motor 12 is so in the by the contacts 29 set in certain direction in circulation and rotated by the further Intermediate gear described above, the steering wheel 5. At the same time, however, is also the Rack 15 is set in motion and the contact 21 rises to the curve 17 up. In this position, the connection between the sliding contacts 29 is released and thus the main circuit 49 interrupted.

Der Motor bleibt stehen und ebenso das Steuerrad 5. Hat mit dieser Verstellung des Steuers das Schiff seinen gewünschten normalen Kurs wieder eingenommen, dann bleibt die Steuerung so lange stehen, bis ein erneutes Abweichen des Schiffes in der einen oder anderen Richtung erfolgt. Ist bei der ersten Steuerung der Kurs etwas überschritten, so erfolgt von selbst eine Korrektur, indem der abgelenkte Lichtstrahl diejenige Selenzelle trifft, die zu dem ersten auf der hohen Kurve 18 stehenden Kontakt gehört. Da dieser Kontakt die oberen Schleifkontakte 28 verbindet, so wird durch Schließung des Hauptstromkreises 49 der Elektromotor 12 im en.tgegengesetzten Drehsinne angetrieben, bis der Kontakt die Mittelstellung erreicht und somit ■der Stromkreis 49 wieder unterbrochen ist.The engine stops and so does the steering wheel 5. With this adjustment of the Steer the ship back on its desired normal course, then stay the controls stand until the ship deviates again in one or the other in the other direction. If the course is exceeded a bit during the first steering, so a correction takes place automatically, in that the deflected light beam affects that selenium cell which belongs to the first contact standing on the high curve 18. Since this Contact connects the upper sliding contacts 28, so by closing the main circuit 49 the electric motor 12 is driven in the opposite direction of rotation until the Contact reached the middle position and thus ■ the circuit 49 is interrupted again.

Bei ruhigem Wetter, bei dem das Gieren des Schiffes verhältnismäßig gering ist, wird sich der Vorgang so abspielen, daß bei einer Abweichung vom Kurs entweder die eine oder die andere derjenigen Selenzellen bestrahlt wird, die der Nullstellung zunächst liegen, während bei schlechtem Wetter der Ausschlag der Magnetnadel ein größerer sein kann und dementsprechend auch die weiter von der Nullstellung befindlichen Selenzellen bestrahlt werden können. In der Art der Wirkung ist es natürlich gleich, ob die eine oder die andere Selenzelle bestrahlt wird, nur erfolgt bei Bestrahlung einer weiter vom Nullpunkt entfernt gelegenen Selenzelle eine Umlegung des Steuers um einen größeren Winkel entsprechend der vorangegangenen größeren Abweichung vom normalen Kurs.In calm weather, when the yaw of the ship is relatively low, will the process takes place in such a way that if there is a deviation from the course, either one or the other of those selenium cells that are closest to the zero position are irradiated, while in bad weather the deflection of the magnetic needle can be larger and accordingly, the selenium cells further from the zero position are also irradiated can be. In terms of the type of effect, of course, it does not matter whether one or the other Selenium cell is irradiated, only when irradiated one takes place further away from the zero point located selenium cell a shift of the steering wheel by a larger angle accordingly the previous major deviation from normal course.

Die dargestellten Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind zum Teil nur schematisch gehalten und sollen nur als Beispiel dafür gelten, wie sich der Erfindungsgedanke in die Praxis umsetzen läßt, ohne gerade hierauf beschränkt zu sein. Es können vielmehr entsprechend der Art des Schiffes und der sonstigen Verhältnisse in konstruktiver Beziehung die verschiedensten Abänderungen und Anordnungen getroffen werden, ohne dadurch außerhalb des Rahmens der Erfindung zu fallen, vorausgesetzt, daß hiermit die Möglichkeit zum -selbsttätigen Steuern eines Schiffes unter Verwendung von durch die Magnetnadel einzuschaltender Stromkreise gegeben· ist.The devices shown for carrying out the process are only partially kept schematic and are only intended as an example of how the inventive idea can be put into practice without to be limited to just that. Rather, it can be according to the type of ship and the other conditions in a constructive relationship the most varied changes and arrangements can be made without thereby departing from the scope of the invention to fall, provided that this gives you the opportunity to self-regulate of a ship using circuits to be switched on by the magnetic needle given is.

Claims

Patent claims:

ι. Device for the automatic steering of a ship, in which one against the magnetic needle or the compass rose is a directed light beam and reflected from it by means of a reflecting surface after positioning the magnetic needle using selenium cell relay circuits closes, through which a main circuit for adjusting the control is switched on is, characterized in that the distances between the selenium cells are adjustable.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that on one to the compass axis adjustable pivoting plate a light source and several Selenium cells are arranged in such a way that the emanating from the light source and firmly connected to one of the magnetic needle Mirror reflected light beam hits one or the other selenium cell depending on the needle position.

3. Device for automatically steering a ship according to claim 1 and 2, characterized by one that is inevitably taken along when adjusting the steering wheel in one direction or the other Cam rod with several sliding contacts, which, depending on their position, are the main circuits for the drive motor

close in one direction or the other or both circuits in the zero position interrupt.

For this purpose ι sheet of drawings