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Tankstabilisierungsanlage Zusatz zum Patent 6722r3 Im Hauptpatent
ist eine Tankanlage mit einem Verstellpropeller als Fördervorrichtung der Tankflüssigkeit
beschrieben, die zur Schiffsstabilisierung; insbesondere zur Schräglagenbekämpfung
dient, bei der der Anstellwinkel des Verstellpropellers sowohl in Abhängigkeit vom
Schräglagenwinkel wie auch gleichzeitig in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsstan
ddifferenz verstellt wird. Zur Lieferung des Regelwertes für den Anstellwinkel dient
ein Raumflächenkörper, dessen Herstellung umfangreiche Rechenarbeiten erfordert,
schwierig und teuer ist. Gemäß der Erfindung ist ein Raumflächenkörper nicht mehr
erforderlich, indem der Regelwert für den Anstellwinkel mittels zweier Spannungsteiler
als elektrische Spannung dargestellt wird, durch die in geeigneter Weise, z. B.
über Drehmagnete, eine entsprechende Verstellung des Propelleranstellwinkels bewirkt
wird.
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Die Verstellpropellerpumpen haben nämlich die Eigenschaft bzw. sie
lassen sich so bauen, daß annäherungsweise folgende 'Beziehungen zwischen dem Schräglugenwinkel
a, dem Propelleranstellwinkel ß und der Flüssigkeitsstanddifferenz H der beiden
Tankseiten bestehen: Für die Flüssigkeitsstanddifferenz H = 0 ist der Anstellwnkel
ß verhältnisgleich der sekundlich geförderten Flüssigkeitsmenge 0. Trägt man in
einem rechtwinkligen Koordinatensystem
die Werte ß und Q auf, so
ergibt sich für H = 0 eine 'durch den Nullpunkt gehende Gerade, wie es die Fig.
z zeigt. Für eine beliebige, konstant angenommene Flüssigkeitsstanddifferenz bestimmter
Größe ergibt sich für den Anstellwinkel ß in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsmenge
0 eine Gerade parallel zu der durch den Nullpunkt gehenden Geraden für den . Wasserstand
H = 0, wie es die in Fig. i eingezeichneten und durch -die eingetragenen H-Werte
gekennzeichneten Geraden zeigen.
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Für beliebige, konstant angenommene Flüssigkeitsmengen 0 ergeben sich
für den Anstellwinkel ß annäherungsweise jeweils die gleichen funktionsmäßigen Abhängigkeiten
von der Flüssigkeitsstanddifferenz H. Trägt man also in einem Koordinatensystem
nacha Fig.2 die Abhängigkeit zwischen ß und H für verschiedene Fördermengen 0 =
0, i, 2, 3 cbm j e Stunde auf, so erhält man Kurven, die sich ebenfalls praktisch
durch gerade Linien annähern lassen.
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, Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß, obgleich der Regelwert
für den Propelleranstellwinkel von zwei Veränderlichen, nämlich dem Schräglagenwinkel
a und der Flüssigkeitsstanddifferenz H, abhängig ist, wegen dieser praktisch linearen
Beziehung die Regelwerte durch zwei Spannungsteiler ermittelt werden können, von
denen der eine in Abhängigkeit vom Schräglagenwinkel und der andere in Abhängigkeit
von der Tänkflüssigkeitsstanddifferenz verstellt wird, so daß die Summe der eingestellten
Spannungen den gewünschten Regelwert darstellt.
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In Fig. 3 soll als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Tankanlage
für .Schiffe zum Bekämpfen statischer Schräglagen um die Längsachse beschrieben
werden. Fig: q. stellt eine Abänderung und Erweiterung dieser Anlage dar, die gleichzeitig
zur Schräglagenbekämpfung wie auch zur Schlingerbekämpfung vorgesehen ist. Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele
ergeben. Der Einfachheit halber sei als Tankflüssigkeit Wasser angenommen. Natürlich,
ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von Wasser als Tankflüssigkeit beschränkt,
sondern es kann jede andere zur Schiffsstabilisierung mittels Tanks geeignete Flüssigkeit
benutzt werden.
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In Fig. 3 bezeichnet i ein Schiff im Querschnitt mit je einem Tank
2 bzw. 3 an der Backbord- bzw. Steuerbordseite. Die beiden Tanks sind durch einen
Wasserverb.indun;skanal4 und einen Luftverbindungskanals miteinander verbunden.
In dem Luftkanal 5 befindet sich eine Luftabsperrvorrichtung, z. B. die Klappe 6.
Auf der Drehachse dieser Klappe ist ein Hebel? angeordnet, an dem die Feder $ ,angreift,
die das Bestreben hat, den Hebel nach unten zu ziehen und damit die Luftklappe in
Schließstellung zu halte@i. An dem Hebel? greift ferner die Kolbenstange 9 eines
Kolbens io an: Wird durch die Rohrleitung 12 in den Zylinder ii ein Druckmittel,
z. B. 01, eingeführt, so verschiebt dieses den Kolben io nach oben; dadurch wird
die Klappe 6 entgegen der rückwirkenden Kraft der Feder 8 geöffnet. Wird der Oldruck
von der Leitung i2 abgeschaltet, so wird durch die Zugkraft der Feder 8 die Klappe
wieder geschlossen und der Kolben i0 nach unten verschoben.
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Zur Förderung des Tankwassers ist im Wasserkanal q. eine Verstellpropellerpumpe
13 angeordnet; die über das Vorgelege 14 von dein Motor i:5 angetrieben wird. Der
Motor 15 hat für beide Fördereinrichtungen gleichen Drehsinn und eine konstante
Drehzahl. Die Leistungsregelung der Pumpe erfolgt durch Einstellung der Propelleranstellwinkel
auf den erforderlichen Wert. Da die Pumpe in beiden Richtungen fördern muß, müssen
Verstellpropeller mit Durchgang durch die Nullstellung verwendet werden. Die Verstellung
erfolgt durch eine hydraulische Steuerung, die ihre Steuerkommandos auf elektrischem
Wege erhält. Dieses Steuergerät stellt die eigentliche Erfindung dar.
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Da der Verstellpropeller sowohl nach dem Schräglagenwinkel wie auch
nach der Wasserstanddifferenz eingstellt wird, ist für die Anlage eine Vorrichtung
zur Ermittlung des Schräglagenwinkels und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Wasserstanddifferenz
erforderlich. Als Schräglagenermittlungsgerät kann ein durch ein Kreiselpendel gebildeter
Schlingerwinkelmesser in Verbindung mit hydraulischen oder elektrischen Integratoren
benützt werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 wird ein elektrischer Integrator
in Gestalt eines relativ zu den dynamischen Schiffsschwingungen träge ansprechenden
Motors verwendet, dem eine der Schlingerwinkelgeschwindigkeitverhältnisgleiche Spannung
zugefiihrt. wird. Die Verdrehungen des Motors von einer bestimmten Nullage aus gerechnet
sind alsdann der jeweiligen Schräglage des Schiffes proportional und bilden ein
Maß für den gesuchten Srhräglagenwinkel a. Die genaue Wirkungsweise eines solchen
Gerätes@ ist in der deutschen Patentschrift 672 213 .ausführlich beschrieben. Es
sei daher seine Ausbildung und Wirkungsweise hier nur kurz angegeben. Vom Schlingerwinkelkreisel
16 wird mittels der Stange 17 der doppelarmige Hebel 18 entsprechend dem jeweiligen
Schlin.gerwinkel hin und her bewegt. Dieser Hebel 18 bildet gleichzeitig
den
K Kontaktarm eines Spannungsteilers r9, an dem dadurch eine dem Schlingerwinkel
proportionale Spannung eingestellt wird. Der Spannungsteiler r9 wie auch alle folgenden
in den Fig. 3 und 4 dargestellten Spannungsteiler liegen an einem zentralen Leitungsnetz.
Auf der Drehachse des Hebels 18 sitzt ein zweiter doppelarmiger Hebel 2o, der von
dem Motor 2r über die Welle 22, das Schneckenrad 23, das Schnekkenradsegment 24
und die Stange 25 bewegt wird. Der Hebel 2o bildet ebenfalls einen Kontaktarm für
den Spannungsteiler r9. Die zwischen den Kontaktarmen 18 und 20 abgegriffene Spannung
des Spannungsteilers T9 wird dem Motor 21 zugeführt, so daß dieser den Schräglagenwinkel
a als Integrationswert .der Schlingerwinkel cp nachbildet.
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Als Regelwert wird eine dem Sch.räglagenwinkel a proportionale Spannung
benötigt, es ist deshalb ein weiterer Spannungsteiler 26 vorgesehen, dessen Kontaktarm
28 über das Schneckenrad 27 gemäß dem vom Motor 2z ermittelten Schräglagenwinkel
eingestellt wird. Damit sowohl positive als auch nega=' tive Spannungen entsprechend
Steuerbord-und Backbordschräglagen abgegriffen werden können, hat der Spannungsteiler
eine Mittenanzapfung. Die Spannung zwischen Kontaktarm und dieser Mittenanzapfung
ist der gesuchte Regelwert, der zweckmäßig auf einen Drehmagneten 29 geleitet wird.
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Es empfiehlt sich, im Schräglagenwinkelgerät noch einen Spannungsteiler
30 vorzusehen, dessen Kontaktarm 3 1 -vom Schlingerwinkel verstellt
wird und dadurch eine dem jeweiligen Schlingerwinkel proportionale Spannung liefert,
die z. B. auf ein Schreibgerät 32 für die Registrierung der Schlingerbewegung gegeben
werden kann.
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Die Vorrichtung zur Ermittlung der Wasserstanddifferenz besteht im
wesentlichen aus zwei Differenzmanometern 33 und 34, die je zwei Rohranschlüsse
im Luftkanal 5, vor und hinter der Luftklappe 6, und im Wasserkanal 4, vor und hinter
der Pumpe 13, besitzen. Die Rohrleitungen 35 und 35a führen zum Manometer
33, die Rohrleitungen 36 und 36a zum Manometer 34. Die Differenz der Manometerwerte
bewegt den Kontakt 39 eines Spannungsteilers 4o mit Hilfe des Hebeldifferentials
37 und der Stange 38. Damit die Membranbewegungen im richtigen Sinne auf das Hebeldifferential
wirken, müssen die Rohranschlüsse, so wie iy der Figur gezeichnet, erfolgen. Die
zwischen der Mittenanzapfung des Spannungsteilers 4o und dem Kontakt X liegende
Spannung ist ein Maß für die jeweilige Wasserstanddifferenz und wird auf den Drehmagneten
29 geleitet, so daß dieser gemäß der Summe der durch den Schräglagenwinkel im Spannungsteiler
26 und durch die Wasserstanddifferenz im, Spannungsteiler 40' gebildeten Spannung
verdreht wird.
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Die Drehbewegungen des Drehmagneten 29 stellt den gesuchten Regelwert
dar, der auf die Propellerpumpe 13 gegeben werden muß. Da die am Drehmagneten verfügbaren
Drehmomente sehr schwach sind, dienen seine Bewegungen mittels des Gestänges 41,
42 zur Verstellung der Vorsteuernadel 43a eines Kraftverstärkers bekannter Bauart,
der die Regelbewegungen mit hinreichender Kraft nachbildet. Die Wirkungsweise braucht
nicht näher -erläutert zu werden; da es sich um einen bekannten Reglerteil handelt;
es sei z. B. verwiesen auf das Hauptpatent, wo Wirkungsweise und Einrichtung eines
solchen Kraftverstärkers eingehend beschrieben sind. Der gezeichnete Kraftverstärker
wird zweckmäßig mit Öl betrieben; mit 45 ist die Zufuhrleitung für das Drucköl,
mit 46 die Abflußleitung bezeichnet. Der Steuerschieber 43b des Kraftverstärkers
wird mittels der Vorsteuernadel von dem Drehmagneten 29 so gesteuert, daß sich der
Kraftkolben 44 des Kraftverstärkers entsprechend dem vom Drehmagneten gebildeten
Sollwert der Regelbewegung verstellt. Die Kolbenstange des Kolbens 44 bewegt einen
Winkelhebel 47, durch den mittels der Stange 48 einerseits die Rückführung der Vorsteuernadel
vorgenommen wird; andererseits gibt der Winkelhebel 47 seine Einstellung über die
Stange 49 auf den Steuerschieber 5o eines Servomotors 51. Ferner wird von der Achse
des Winkelhebels 47 der Kontaktarm 52a eines Spannungsteilers 52 verstellt, dessen
Zweck die Verhinderung einer Überlastung der Pumpe und des Antriebsmotors ist, wie
aus den weiter unten folgenden Darlegungen hervorgehen wird.
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Der Anstellwinkel des Propellers wird durch den Kolben 5za des Servomotors
51 eingstellt, dessen. "Stellung wiederum: durch den Steuerschieber 5o vorgeschrieben
wird. Als Steuerflüssigkeit dient Drucköl, daß von einer kleinen Ölpumpe 53 geliefert
wird. Diese Druckölpumpe kann auch zur Betätigung des Kraftverstärkers 43, 44 dienen.
Es ist noch ein weiterer Steuerschieber 54 vorhanden, dessen Doppelkolben 55 durch
den Elektromagneten 56 bewegt werden kann. Bei stromlosem Magnet verharrt der Kolben
55 infolge der Wirkung der Feder 57 in der gezeichneten Stellung, während bei angezogenem
Magnet der Kolben entgegen der Wirkung der Feder 57 in die Höhe gezogen wird. Von
der Druckölpumpe führen die Zuflußleitung 58 und 58a zu den Steuerschiebern 5o und
54. Die - Ölabflußleitung-5g führt von
Steuerschieber 5o wieder
in die Druckölpumpe 53 zurück, ferner münden in die Leitung 59 die Abflußleitungen
6o und 61 aus dem Steuerschieber 5q.. Oberhalb der gezeichneten Kolbenstellung führt
vom Steuerschieber 54 die Druckleitung 62 zu dem Kolbentrieb i o, ii für die Betätigung
der Luftklappe, während die Druckleitung 63 in einen Zylinder 64 mündet; dessen
Kolben 65 einen Hahn 66 in der Leitung 67 verstellen kann; die die Räume über und
unter dem Kolben 5 1R des Servomotors 51 verbindet.
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Die Wirkungsweise dieser hydraulischen Einrichtung für die Einstellung
des Propellers ist wie folgt: Das von dem Schräglagenmotor 21 gemäß der jeweiligen
Schräglage eingestellte Schnekkensegment 24 trägt einen Kontaktarm 68, der über
zwei Kontaktbahnen 69 und 70 gleitet. Diese Kontaktbahnen liegen in dem Stromkreis
des Elektromagneten 56 für die Betätigung des Steuerschiebers 54. Ist keine Schräglage
vorhanden, dann ist die Stellung des Kontaktarmes 68 wie gezeichnet zwischen den
beiden Kontaktbahnen. Der Magnet 56 ist also stromlos und der Kolben 55 des Steuerschiebers
54 hat die gezeichnete Stellung. Von der Abzweigung 58a der Druckölleitung 58 fließt
zwar Öl unter den Kolben, aber durch die Abflußleitung 6o kann es wieder
ungehindert zur Pumpe zurückfließen. Der Kolbentrieb io; i i für die Luftklappe
t) und der Kolbentrieb 6q., 65 für den Hahn 66 in der Verbindungsleitung 67 sind
also vom Öldruck abgeschaltet. Unter der Wirkung der Feder 8 wird die Luftklappe
6 in ihrer Schließstellung gehalten; unter der Wirkung der Feder 64a ist der Hahn
66 dagegen geöffnet, wodurch die Räume über und unter dem Kolben 5ia des Servomotors
51 verbunden sind,, so daß infolge des Druckausgleichs dieser Kolben unter der Wirkung
einer Feder 71 , in die Mittelstellung und damit der Anstellwinkel der Propellerflügel
auf \u11 zurückgeht, auch- wenn ein bestimmter Sollwert für die Schaufelwinkel bestehen
bleibt. Wenn z. B. eine Schräglage durch das entgegenwirkende Moment des Tankwassers
ausgeglichen ist, so ist eine Förderarbeit der Pumpe nicht mehrnötig, aber doch
eine Wasserstanddifferenz vorhanden. Es findet je-
doch keine Einstellung
des Anstellwinkels jernäß dieser Was.serstanddifferenz statt, vielmehr verbleiben
die Propellerflügel infolge der Mittelstellung des Servomotorkolbens in ihrer Nullage.
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Bei einer vorhandenen Schräglage wird durch den Kontaktarm 68 und
die Kontaktbahn 79 oder 7o der Magnet 56 unter Strom gesetzt: Er zieht den Kolben
55 des Steuerschiebers 54 an, und das Drucköl kann jetzt durch die Leitung
62 zum Kolbentrieb io, 11 und durch die Leitung 63 zum Kolbentrieb 6:f, 65 fließen:
Die Luftklappe 6 wird also geöffnet und die Verbindung zwischen den Räumen über
und unter dem Kolben 51a des Servomotors 51 geschlossen, so daß entsprechend dem
vorhandenen Steuerkommando, das sich aus dem Schräglagenwinkel und der Wässerstanddifferenz
zusammensetzt, eine Verstellung der Pumpenschaufeln stattfindet: Die Pumpe fördert
nun so lange, bis die Schräglage wieder ausgeglichen ist; dann wird durch den Kontaktarm
68 der Stromkreis des Elektromagneten 56 unterbrochen, die Luftklappe 6 schließt
sich und der Kolben des Servomotors 5, geht in seine Mittelstellung, d. h.
die Propellerschaufeln werden auf den Anstellwinkel Null zurückgestellt.
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Um bei der Schräglagenbekämp,fung zusätzliche Schwingungen infolge
der Bewegung des Tankwassers zu verhindern, um also eine aperiodische Schräglagenbeseitigung
zu erzielen, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, in Abhängigkeit
von der Schräglägengeschwindigkeit gegenzusteuern. Zur Bildung des Steuerwertes
für diese Gegensteuerung braucht man nur die Spannung zwischen den Kontaktarmen
18 und 20 des Spannungsteilers i9 dem Drehmagneten 29 zuzuführen. Da diese Spannung
nämlich zum Steuern des Motors :2i benutzt wird, und der zurückgelegte Weg dieses
Motors das Zeitintegral der Schräglagenwinkelgeschwindigkeit
darstellt; ist sie ein -Maß für die Schräglagenwinkelgeschwindigkeit. Mit Rücksicht
auf' die zulässige Belastbarkeit der Propellerpumpe 13 und des Antriebsmotors 15
darf der Anstellwinkel ß nur bis zu einem bestimmten Wert, der von der jeweiligen
Wasserstanddifferenz abhängig ist, eingestellt werden. Für die höchst zulässige
Leistung gilt die Beziehung N"" Cl - 0 - H; für eine bestimmte Wasserstanddifferenz
H wird also N,""Y = C2 - ß.",- H,
somit ist
Konstanten.) Der jeweils höchst zulässige Anstellwinkel ß""x ist also umgekehrt
verhältnisgleich der Wasserstanddifferenz H. Am Wasserstandanzeiger ist deshalb
ein weiterer Spannungsteiler 72 vorgesehen, der so geschaltet ist und dessen Kontakt
72a von dem Hebeldifferential 37 so bewegt wird, daß die Spannung zwischen der Mittenanzapfung
und dem Kontakt 72a jeweils dem umgekehrten Werte der Wasserstanddifferenz verhältnisgleich
ist. Diese Spannung wird an die eine Spule 74 eines polarisierten Relais 73 gelegt;
während eine zweite Spule 75 des Relais 73 ihre Spannung von dem obenerwähnten
Spannungsteiler
52 zugeführt erhält. Solange der Anstellwinkel unterhalb eines zulässigen Wertes
bleibt, überwiegt die Wirkung der Spule 7q., und der Schalter 76 hat die gezeichnete
Lage. Überschreitet jedoch der Anstellwinkel seinen zulässigen Wert, so überwiegt
die Wirkung der Spule 75. Der Schalter 76 wird nach links gelegt und schließt dabei
den Kontakt 77 eines Stromkreises, der zu einem Elektromagneten ¢1a führt. Dieser
wird unter 'Strom gesetzt und blockiert nunmehr die Resultatstange, 41 des Drehmagneten
29, so daß die Propelleranstellwinkel nur bis zu ihrem jeweils höchst zulässigen
Wert verstellt werden, auch wenn der errechnete Wert des Verstellwinkels höher liegen
sollte.
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Wird bei länger andauernden Schräglagen so viel Wasser in den hochliegenden
Tank gefördert, daß der zulässige Höchstwasserstand erreicht wird, so wird durch
den Schwimmer 78 bzw. 79 und den Kontakt 8o bzw. 81 der Stromkreis für den Elektromagneten
56 des Steuerschiebers 54 unterbrochen, dadurch die Drehklappe im Luftkanal geschlossen
und danach die Pumpenschaufeln auf den' Anstellwinkel Null - gestellt. Bleibt der
Höchstwasserstand bestehen, so wird dieser Zustand beibehalten bis der Schräglagenwinkel
durch Null hindurchgegangen ist. Erst dann wird zunächst der jetzt erforderliche
Anstellwinkel der Schaufeln eingestellt und danach die Drehklappe wieder geöffnet.
Die Reihenfolge dieser Vorgänge ist durch entsprechende Lage rler Kanäle am Steuerschieber
5G}, gewährleistet.
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Bleibt das Schiff infolge der richtigen Wasserverteilung in den Tanks
dauernd in der Vierkantlage, d. h. a = 0, so wird, wie oben beschrieben wurde, durch
den Kontaktarm 68 des@vom Schräglagenmotor 21 bewegten Segmentes 24 der Erregungsstrom
des Magneten 56 ebenfalls unterbrochen, die Luftklappe geschlossen und der Sch;aufelanstellwinkel
auf 0 gestellt. Der Kontakt 8o für die Endlagenbegrenzung ist mit der Kontaktbahn
69, der Kontakt 8i für die Endlagenbegrenzung mit .der Kontaldbahn 70 hintereinandergeschaltet.
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Um auch bei 'Ausfall der automatischen Steuerwcrtermittlung oder des
Kraftverstärkers eine günstige Verteilung des Tankwassers zu erreichen, können der
Steuerschie#ber 50 für den Servomotor 51 sowie der Steuerschieber 54 . auch
von Hand bedient werden. Zu diesem Zwecke sind die Handgriffe 82 und 83 vorgesehen.
_ Bei der in Fig. 3 dargestellten Schräglagenbekämpfungsanlage ist angenommen, daß
die Spannungsteiler an einem Gleichstromnetz liegen. Man kann jedoch auch Wechselstromspannungsteiler
benutzen und die eingestellten Spannungen Transformatoren zuleiten, deren Sekundärwicklungen
bei den zu vereinigenden Spannungen hintereinandergeschaltet sind, so daß die resultierende
Spannung der Sekundärwicklungen den Regelwert darstellt, der alsdann über einen
Gleichrichter dem Drehmagneten für die Steuerung des Kraftverstärkers oder Servomotors
zugeführt wird.
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Fig. q. zeigt das elektrische Schaltbild der Vorrichtung zur Ermittlung
der Steuerwerte bei Verwendung vonWechselstromspannungsteilern. Außerdem ist in
diesem Beispiel auch die Möglichkeit der gleichzeitigen Schlingerbekämpfung vorgesehen.
An das Wechselstromnetz 9o sind vier Spannungs= teiler 9i, 92, 93 und 94 angeschlossen.
Der Kontaktarm des Spannungsteilers 9i wird von der Wasser standanzeigevorrichtung
bewegt, so daß. die an ihm eingestellte Spannung ein Maß für die Wasserstanddifferenz
ist. Der Kontaktarm des Spannungsteilers 92 wird vom Schräglagenmotor bewegt, so
daß er eine Spannung verhältnisgleich dem Schräglagenwinkel a liefert. Die Spannungsteiler
9i und 92 entsprechen den Spannungsteilern 40 bzw. 26 in Fig. 3. Ebenso ist der
Spannungsteiler 93 genau so mit zwei Kontaktarmen ausgerüstet wie der Spannungsteiler
i9 in Fig. 3, und die Betätigung der. beiden Kontaktarme durch den Schlingerwinkelkreisel
sowie den Schräglagenmotor erfolgt in genau derselben Weise,- so d'aß der Spannungsteiler
93 eine der Schräglagenwinkelgeschwindigkeitverhältnisgleiche Spannung liefert.
Der Spannungsteiler 9q. soll eine denn Schlingerwinkel cp Spannung liefern, sein
Kontaktarm wird also von dem Schlingerwinkelkreisel unmittelbar bewegt. Die an den
Spannungsteilern eingestellten Spannungen müssen nun in geeigneter Weise je nachdem,-ob
nur Schräglagen oder gleichzeitig Schräglagen und Schlingerbewegungen bekämpft werden
sollen, vereinigt werden. Zu diesem Zweck werden die Spannungen an Transformatoren
9-5, 96, 97, 98 gelegt, deren Sekundärwicklungen durch eine Schaltvorrichtung in
passender Weise zusammengeschaltet werden können. Die Schaltvorrichtung besteht
aus drei Schalthebeln I i o, i i I, # i i2, die durch eine Stange 113 verbunden
sind und dadurch stets gleichzeitig geschaltet werden. In der gezeichneten Steilung
sind der Transformator 9,5 für die Wasserstanddifferenz H, 'der Transformator 96
für den Schräglagenwinkel a und der Transformator 97 für die Schräglagenwinkelgeschwindigkeit
hintereihandergeschaltet, und die Summe dieser Spannung muß nun
über
einen Gleichrichter dem Drehmagneten 99 zugeführt werden, der dem Drehmagneten
29 in Fig. 3 entspricht. Dabei -ist zu beachten, daß der Drehmagnet 9g sowohl
auf positive als auch auf negative Steuerwerte ansprechen muß, d. h. sein Drehsinn
muß veränderlich sein. Deshalb ist die gezeichnete Schaltung vorgesehen, bestehend
aus einem Gleichrichter ioo mit gleichsinnigen Durchlaßrichtungen und zwei Transformatoren
ioi und io2. Dem Transformator iöi wird die resultierende Regelspannung der Spannungsfeiler
zugeführt, während der Transformator io-9 am Netz go liegt. Durch diese Schaltung
werden die Phasenänderungen der Wechselströme in den Transformatoren ioi und io2
in Richtungsänderung eines Gleichstromes verwandelt werden, der dem Drehmagneten
9g zugeführt wird, so daß dieser j e nach den Steuerkommandos in einem oder dem
anderen Sinne drehen kann: Die genaue Wirkungsweise der Gleichrichterschaltung braucht
nicht näher erläutert zu werden; da sie nicht den Gegenstand dieses Patentes bildet.
Es sei aber verwiesen auf die deutsches Patentschrift 579 539, in der diese und
ähnliche Schaltungen behandelt sind.
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Will man auch gleichzeitig: Schlingerbewegongen bekämpfen, so werden
die Schalthebel iiö, 111, 112 in die gestrichelt bezeichnete Lage gebracht. Es sind
alsdann der Spannungsteiler gi, 92 und 9,4 für die Wasserstanddifferent
H, den Schräglagenwinkel a und den Schlingerwinkel cp zusammengeschaltet.
Der Spannungsteiler g3 für die Schräglagenwinkelgeschwindigkeit ist hingegen abgeschaltet
aus der Erkenntnis heraus, daß ein Gegensteuern für die Schräglagenbekämpfung nunmehr
nicht mehr erforderlich ist, da die damit erstrebte Wirkung jetzt von selbst durch
Mitberücksichtigung der Schlingerwinkel 9 vorhanden ist. Zwischen der Schlingerbewegung
und den aus ihr abgeleiteten Steuerwerten muß bekanntlich eine Phasenverschiebung
von etwa go° bestehen. Diese Phasenverschiebung braucht jedoch nicht besonders berücksichtigt
zu werden, da sie durch die Wirkungsweise der Anlage von selbst gegeben ist. Geht
nämlich das Schiff durch die Nullage, d. h. ist der Schlingerwinkel cp = 0°, so
geht auch der Verstell'propeller durch seine Mullstellung, und die Förderrichtung
der Pumpe wechselt. Jeweils in der Nullage des Schiffes hat die Wasserstanddifferent
also ihren größten Wert, so daß tatsächlich eine Phasenverschiebung von g0° zwischen
den Schlingerbewegungen und den von ihr abgeleiteten Steuerkommandos besteht: In
Fig: 3 wird der Stromkreis des Elektromagneten 56 für den Steuerschieber 54 unterbrochen,
sobald die Schräglage beseitigt ist. Dies wird durch die Anordnung der Kontaktbahnen
69 und 70 erreicht, über die ein vom Schräglagenmotor bewegter Kontakthebel
68
gleitet. Bei gleichzeitiger Schlingerbekärnpfung wie im Beispiel der Fig.
q. muß dieser Elektromagnet jedesmal stromlos werden, wenn das Schiff bei einer
Schlingerbewegung durch seine Nullage geht. Zu diesem Zweck sind zwei Kontgktbahnen
103 und 104 vorgesehen, die den Kontaktbahnen in Fig.3 entsprechen, über vdie der
Kontakthebel log gleitet; letzterer wird über den Kegelradtrieb 105, Welle
io6, Schneckenrad 107 und Schneckenradsegment io8 entsprechend dem Schlingerwinkel
eingestellt. An die Kontaktbahn 103 und io.4 ist der Stromkreis des Magneten
56 aus Fig. 3 angeschlossen, der also jetzt j edesmal beim Durchgang des Schiffes
durch die Nullage stromlos wird.
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Die erfindungsgemäße Anlage kann natürlich bei sinngemäßer Änderung
der Anordnung auch zur Bekämpfung von Schräglagen um die Querachse sowie zur Bekämpfung
von Stampfbewegungen dienen; ebenso können mit ihr bei entsprechender Ausbildung
der Schaltorgane künstliche' Schräglagen oder künstliche Schlinger- oder Stainpfbewegtingenhervorgerufen
werden.