DE867363C

DE867363C - Control device for stabilization systems, especially of ships

Info

Publication number: DE867363C
Application number: DEP5385A
Authority: DE
Original assignee: Pollopas Patents Ltd
Current assignee: Pollopas Patents Ltd
Priority date: 1951-04-14
Filing date: 1951-04-14
Publication date: 1953-02-16

Description

Steuerungseinrichtung für Stabilisierungsanlagen, besonders von Schiffen Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungseinrichtung für Stabilisierungsanlagen, besonders von Schiffen, die unter dem Einfluß verschiedener Meßgrößen, nämlich des hydrostatischen Höhenunterschiedes zwischen Backbord und Steuerbord (Faktor I), des Schlingerwinkels (Faktor II) und seiner Ableitungen nach der Zeit (Faktoren III und IV) und/oder deren Integralen, oder nur eines Teiles der Faktoren wirkt. Den bekannten Einrichtungen dieser Art haftet der Mangel an, daß sie in der praktischen Ausführung nicht immer zufriedenstellend arbeiten. Diesen Mangel behebt die Erfindung dadurch, daß die Veränderung der genannten Meßgrößen (mechanisch oder elektrisch) ermittelt und in ein Gerät (Totalisator) geleitet werden, das die verschiedenartigen Meßgrößen zu einem Endwert zusammensetzt, der ein Stabilisierungsmoment auslöst, das dem zu stabilisierenden Moment nach Größe und Richtung in jedem Zeitpunkt das Gleichgewicht hält. Zum besseren Verständnis der Erfindung ist eine bevorzugte Ausführungsform in der Zeichnung näher veranschaulicht.Control device for stabilization systems, especially on ships The invention relates to a control device for stabilization systems, especially of ships that are under the influence of various measurands, namely the hydrostatic height difference between port and starboard (factor I), of the roll angle (factor II) and its derivatives with respect to time (factors III and IV) and / or their integrals, or only some of the factors are effective. The known devices of this type are liable to the lack of practicality Execution does not always work satisfactorily. The invention overcomes this deficiency by the fact that the change in the named measurands (mechanical or electrical) determined and fed into a device (totaliser), which the various Combines measured variables to form a final value that triggers a stabilizing moment, that the moment to be stabilized according to size and direction at each point in time that Keeping balance. For a better understanding of the invention is a preferred embodiment illustrated in more detail in the drawing.

Fig. x ist die Seitenansicht eines Schiffes, die die Anordnung der Einrichtungen zeigt, die zum Messen des auf die Schiffsseite ausgeübten hydrostatischen Druckes bestimmt sind; Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Schiff in vergrößertem Maßstab, in der die Anordnung einer Meßeinrichtung dargestellt ist; Fig.3 zeigt eine Einrichtung zur Ermittlung des mittleren hydrostatischen Druckes von drei Meßeinrichtungen, die auf einer Seite des Schiffes angeordnet sind; Fig. q. zeigt schematisch eine Anordnung der mechanischen und elektrischen Vorrichtung und des Reglers. Nach einer Anzahl von Studien und Vorversuchen ist eine solche elektromechanische Ausführungsform verwirklicht worden. Die Regeleinrichtung, die nachstehend beschrieben wird, setzt sich aus folgenden Teilen zusammen a) einer Einrichtung, die in einfacher und genauer Weise die Messung des Druckes erlaubt, der durch das Wasser auf den Schiffsrumpf an mehreren Stellen ausgeübt wird; b) einem Kreisel, der den Winkel zur Vertikalen und seine Ableitungen nach der Zeit anzeigt; c) einer Vorrichtung, die mechanisch die Resultierende aus mehreren linearen oder Winkelbewegungen bildet, und d) einen Regler, der die Tätigkeit der Stabilisierungseinrichtung, d. h. Größe und Richtung der durch sie auszulösenden Kräfte, steuert.Fig. X is a side view of a ship showing the arrangement of the Shows devices used to measure the hydrostatic applied to the ship's side Pressure are determined; Fig. 2 is a section through the ship on an enlarged scale, in which the arrangement of a measuring device is shown; 3 shows a device to determine the mean hydrostatic pressure of three measuring devices, which are located on one side of the ship; Fig. Q. shows schematically a Arrangement of the mechanical and electrical device and the regulator. After a Such an electromechanical embodiment is a number of studies and preliminary tests has been realized. The control device described below is composed of the following parts a) a facility that is in simple and more precisely allows measurement of the pressure exerted by the water on the The hull is exercised in several places; b) a gyroscope showing the angle indicates vertical and its derivatives with respect to time; c) a device, which mechanically forms the resultant of several linear or angular movements, and d) a controller which controls the operation of the stabilizing device, d. H. size and direction of the forces to be triggered by them, controls.

Die zu beschreibende Anordnung gestattet es, eine beliebige Anzahl von Faktoren zu erfassen, deren Einfiüß sich in linearer oder Winkelfunktion ausüben kann. Ihre relative Größe kann nach Wunsch von einem positiven bis zu einem negativen Maximum abgestimmt werden. Man kann jeden Faktor für sich sowie in Kombination mit einer gewünschten Anzahl anderer Faktoren wirken lassen.The arrangement to be described allows any number of factors whose infiuences are linear or angular can. Their relative size can range from a positive to a negative as desired Maximum to be voted on. One can use each factor on its own as well as in combination with allow a desired number of other factors to act.

Ohne den Erfindungsumfang zu beschränken, wird nunmehr ein Steuerungsverfahren beschrieben, welches die vier folgenden Faktoren erfaßt Sie werden in folgender Weise gemessen: I. Die Kraft des Meeres, die auf ein Schiff einwirkt, ist proportional der Differenz der Summen der Drücke, die durch das Wasser entsprechend auf die Steuerbord-und Backbordwände ausgeübt werden. Es ist bewiesen worden, däß im Mittel drei Meßgeräte, die an jeder Seite des Schiffes angeordnet sind, eine genügend genaue proportionale Anzeige des auf diese Seite durch das Meer ausgeübten Druckes geben. Nach einer Besonderheit der Erfindung werden diese Werte wie folgt angezeigt und gemessen: Man erkennt in Fig. i und 2 auf jeder Seite vorzugsweise in der Nähe der Kimm den Schiffsrumpf 45, der mit drei gasgefüllten Glocken 42 in geeignetem Abstand versehen ist, die durch die in den Schiffsrumpf eingebrachten Öffnungen 44 mit dem Außenwasser in Verbindung sind. Jede Glocke ist mittels einer Leitung 46 mit einer manometrischen Kapsel 46 verbunden, die von einer Wandung 48 getragen wird. Eine besondere Einrichtung 40, die durch eine Leitung 4= mit der Leitung 46 verbunden ist, gestattet es, die Einheiten von der manometrischen Kapsel 47 bis zur äußeren Öffnung 44 der Glocke 42 mit Luft gefüllt zu halten. Diese Besonderheit ist sehr bedeutsam, sie hebt den Luftverlust durch Resorption oder infolge anderer Ursachen auf, der ohne diese Vorsichtsmaßnahmen schnell zu einer Verfälschung der Ergebnisse führen würde.Without limiting the scope of the invention, a control method will now be described which detects the following four factors They are measured in the following way: I. The force of the sea acting on a ship is proportional to the difference in the sums of the pressures that are exerted by the water on the starboard and port walls respectively. It has been shown that an average of three gauges placed on either side of the ship give a sufficiently accurate proportional indication of the pressure exerted on that side by the sea. According to a special feature of the invention, these values are displayed and measured as follows: The hull 45, which is provided with three gas-filled bells 42 at a suitable distance through the Openings 44 made in the ship's hull are in communication with the outside water. Each bell is connected by a line 46 to a manometric capsule 46 which is carried by a wall 48. A special device 40, which is connected to the line 46 by a line 4 =, makes it possible to keep the units from the manometric capsule 47 to the outer opening 44 of the bell 42 filled with air. This peculiarity is very important, it eliminates the loss of air through resorption or as a result of other causes, which without these precautionary measures would quickly lead to a falsification of the results.

Die Glocken 42 bleiben so beständig' mit Luft gefüllt, und die relative Dehnung der manometrischen Kapsel 47 ist proportional dem durch das Wasser auf das gasförmige Zwischenmedium, d. h. auf das Luftkissen, ausgeübten hydrostatischen Druck: Diese Verwirklichüngsfonn vermeidet die Gefahr der Verunreinigung. Das Wasser ist nur mit einem Luftkissen in Berührung, es genügt also, die Masse der beobachteten Dehnungen an verschiedenen Kapseln (drei pro Bordseite, d. h. sechs pro Schiff) zu messen und pro Bordseite das Mittel zunehmen, um in jedem Augenblick die Höhe des mittleren Wasserdruckes, der sich auf die Bordseite auswirkt, zu kennen. Diese mittlere Höhe kann durch mechanische Addition der Anzeigen der drei manometrischen Kapseln bestimmt werden, die an der gleichen Bordseite des Schiffes angeordnet sind. Fig: 3 zeigt eine Ausführung dieser Anordnung. Die Gruppe der drei Kapseln ist vorteilhafterweise in einem gleichseitigen Dreieck angeordnet. Die Bewegung des Mittelpunktes 51 eines Sternes oder einer Armatur 50 mit drei Armen, die um i2o° versetzt sind und zu den drei Kapselmittelpunkten führen, wird proportional dem mittleren Druck sein, der durch das Wasser auf die entsprechende Schiffsseite ausgeübt wird.The bells 42 thus remain constantly filled with air, and the relative expansion of the manometric capsule 47 is proportional to the hydrostatic pressure exerted by the water on the gaseous intermediate medium, ie on the air cushion: this implementation avoids the risk of contamination. The water is only in contact with an air cushion, so it is sufficient to measure the mass of the observed strains on different capsules (three per side of the ship, i.e. six per ship) and to increase the mean for each side of the ship to determine the level of the mean water pressure at any moment that affects the on-board side. This mean height can be determined by mechanical addition of the displays of the three manometric capsules, which are arranged on the same side of the ship. Fig. 3 shows an embodiment of this arrangement. The group of three capsules is advantageously arranged in an equilateral triangle. The movement of the center 51 of a star or a fitting 50 with three arms which are offset by 120 ° and lead to the three capsule centers will be proportional to the mean pressure exerted by the water on the corresponding side of the ship.

II. Der Schlingerwinkel 0 wird direkt von einem Kreisel angezeigt, und zwar in linearer oder in Winkelabhängigkeit. In Fig. 4 bei i ist nur sein Haupthebel dargestellt. Dieser Hebel z, der sich um die Achse 7' dreht, führt proportional dem Schlingerwinkel 8 eine Winkelbewegung aus.II. The roll angle 0 is displayed directly by a gyroscope, namely in linear or angular dependence. In Fig. 4 at i is only its main lever shown. This lever z, which rotates about the axis 7 ', leads proportionally the roll angle 8 from an angular movement.

III. Die Schlingerwinkelgeschwindigkeit wird nach der Erfindung von demselben Kreisel aber in indirekter Art angezeigt. Es ist zweckmäßig; hierbei ein mechanisches oder ein elektrisches Verfahren anzuwenden. Dieses letztere Verfahren ist in Fig. 4 dargestellt, welche veranschaulicht, daß der Haupthebel i des Kreisels in einen bogenförmigen Sektor z ausläuft, der in Verbindung mit einer Art Reibscheibe steht oder, wenn nötig, mit einer Verzahnung, die mit dem Anker 6 eines Gleichstromgenerators mit unabhängiger und: konstanter Erregung gekuppelt ist. Die Bewegung des Hebels i des Kreisels zwingt dem Anker 6 auf diese Weise eine so langsame Drehbewegung auf, daß dieser eine elektromotorische Kraft abgibt, deren Höhe und Richtung direkt der Winkelgeschwindigkeit des Schiffes proportional sind.III. The roll angular velocity is according to the invention from the same gyro but indicated in an indirect way. It's convenient; to use a mechanical or an electrical process. This latter method is shown in Fig. 4, which illustrates that the main lever i of the gyro terminates in an arcuate sector z, which is in connection with a type of friction disk or, if necessary, with a toothing which is connected to the armature 6 of a direct current generator is coupled with independent and constant excitation. The movement of the lever i of the gyroscope forces the armature 6 to rotate so slowly that it emits an electromotive force, the magnitude and direction of which is directly related to the angular velocity of the ship are proportional.

IV. Die Schlingerwinkelbeschleunigung wird nach der Erfindung von dem gleichen Kreisel ebenfalls in indirekter Weise als lineare oder als Winkelfunktion übertragen.IV. The roll angular acceleration is also transmitted indirectly as a linear or as an angular function according to the invention from the same gyroscope.

Die Werte (veränderlich in der Zeit) dieser vier Einfluß ausübenden Faktoren, die man zu berücksichtigen wünscht, bilden die Komponenten, aus denen die elektromechanische Vorrichtung die augenblickliche Resultierende bildet: Diese letztere wird ihrerseits dazu angewandt, den Regler zu beeinflussen, der die Stabilisierungseinrichtung steuert. Die Vorrichtung kann mechanisch oder elektrisch oder in gemischter Weise, d. h. teilweise elektrisch und teilweise mechanisch, arbeiten.The values (changing in time) of these four influence Factors that one wishes to consider make up the components that make up the electromechanical device forms the instantaneous resultant: this the latter is in turn used to influence the controller that controls the stabilization device controls. The device can be mechanical or electrical or in a mixed manner, d. H. partly electrical and partly mechanical, work.

` Eine Verwirklichungsform der elektromechanischen Variante ist in Fig. 4 schematisch dargestellt.`One embodiment of the electromechanical variant is in Fig. 4 is shown schematically.

Diese in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung bildet die i Resultierende der Faktoren I bis IV. Die Faktoren I, II und IV werden kombiniert, um den Läufer 7 des Potentiometers 8 zu verschieben, das einen Teil eines Stromkreises mit konstanter Stromstärke bildet, wobei das von dem Potentiometer abgeleitete Potential mit der elektromotorischen Kraft des Generators 6 kombiniert wird, der den Faktor III darstellt, um den Regler 62 zu steuern. Der Schlingerwinkel U (Faktor II), der von dem nicht dargestellten Kreiselgerät angezeigt wird, <beeinflußt die Vorrichtung durch die Stange 9, die an einem Ende durch ein Gelenk mit dem Haupthebel i des Kreiselgerätes und am anderen Ende mit einem Hebel io verbunden ist, der einen Teil der Vorrichtung bildet. Der Hebel io dreht sich um einen festen Drehpunkt 12 und ist fest mit einem zweiarmigen Hebel ii verbunden, der einen Schlitz 13 besitzt, in dem ein Gleitstein 13" nach Wunsch verschoben und festgestellt werden kann. Der Gleitstein 13a ist an eine Verbindungsstange 14 angelenkt. Wenn sich der Gleitstein 13a in der Mitte des Hebels ii befindet, verlagert sich die Verbindungsstange 14 nicht, wenn sich die Hebel io und il um den Punkt 12 drehen. Wenn die Verbindungsstange mit ihrem Gleitstein 13a zu einem Ende des Hebels ii hin bewegt wird, verschiebt sie sich in dem einen Sinn, sobald sich der Hebel io dreht; wenn sie sich an dem anderen Ende des Hebels ii befindet, verschiebt sie sich in dem anderen Sinn in Funktion von der gleichen Winkelbewegung des Armes io. Die Anordnung gestattet daher, die Amplitude und die Richtung der Bewegung der Verbindungsstange 14 nach Wunsch zwischen einem Maximum und einem Minimum entsprechend einer vorher bestimmten Bewegung der Verbindungsstange 9 einzustellen.This device shown in Fig. 4 forms the i resultant of factors I to IV. Factors I, II and IV are combined, to move the rotor 7 of the potentiometer 8, which is part of a circuit forms with constant current strength, the potential derived from the potentiometer is combined with the electromotive force of the generator 6, the factor III to control the regulator 62. The roll angle U (factor II), the is displayed by the gyro, not shown, <affects the device by the rod 9, which is hinged at one end to the main lever i of the Gyroscope and at the other end is connected to a lever io, which is a part the device forms. The lever io rotates about a fixed pivot point 12 and is firmly connected to a two-armed lever ii, which has a slot 13, in which a sliding block 13 "can be moved and fixed as desired. The Sliding block 13a is articulated to a connecting rod 14. When the sliding block 13a is in the middle of the lever ii, the connecting rod 14 is displaced not if levers io and il rotate around point 12. When the connecting rod is moved with its sliding block 13a to one end of the lever ii, moves it changes in one sense as soon as the lever rotates; if you stick to that at the other end of the lever ii, it shifts in the other direction Function of the same angular movement of the arm io. The arrangement therefore allows the amplitude and direction of movement of the connecting rod 14 as desired between a maximum and a minimum corresponding to a predetermined movement the connecting rod 9 to adjust.

Die Bewegung, die der Schlingerwinkelbeschleunigung (Faktor IV) entspricht, die mit Hilfe eines bekannten Apparates ermittelt wird, wird auf den Arm des Hebels io' übertragen, der die Verbindungsstange 14' über den zweiarmigen Hebel ii' in der schon für den Hebel io beschriebenen Weise betätigt. Die Verbindungsstange 14' wird somit proportional dem Wert von verschoben. Diese Verlagerung wirkt sich genau so wie im Fall von 0 auf die Steuerung aus.The motion that the roll angular acceleration (Factor IV), which is determined with the aid of a known apparatus, is transferred to the arm of the lever io ', which actuates the connecting rod 14' via the two-armed lever ii 'in the manner already described for the lever io. The connecting rod 14 'is thus displaced in proportion to the value of. This shift affects exactly as in the case of 0 on the controller.

Die Kraft des Meeres (Faktor I) wird in folgender Weise auf die Vorrichtung übertragen. Der hydrostatische Druck auf einer Seite des Schiffes, dargestellt durch die Bewegung des Mittelpunktes 51 des Sternes 5o (Fig. 3), wird auf ein Ende des Hebels 56 ausgeübt, dessen Lagerung oder Drehpunkt 53 nach Wunsch gewählt werden kann, indem das Gleitstück, 53 auf Führungen in Längsrichtung verschoben und in der gewählten Stellung verriegelt wird. Das andere Ende des Hebels 56 ist durch eine Gelenkverbindung am Mittelpunkt 54 des zentralen Elementes oder doppelarmigen Hebels 55 angelenkt. Man erkennt, daß bei entsprechender Ausbildung durch Veränderung der Stellung des Drehpunktes 52 die Beziehung zwischen der Länge der Arme b und c des Hebels 56 derart verändert werden kann, daß die Bewegung des Gelenkpunktes 54 nach Wunsch auf jede vorher bestimmte Bewegung des Punktes 51 abgestimmt werden kann und daß sie auch Null werden kann, wenn die Gelenke 52 und 54 zusammenfallen.The force of the sea (factor I) is applied to the device in the following way transfer. The hydrostatic pressure on one side of the ship, represented by the movement of the center 51 of the star 5o (Fig. 3), is on one end of the Lever 56 exercised, the storage or pivot point 53 are selected as desired can by sliding the slider, 53 on guides in the longitudinal direction and in the selected position is locked. The other end of the lever 56 is through an articulated connection at the midpoint 54 of the central element or double-armed Lever 55 hinged. One recognizes that with the appropriate training through change the position of the fulcrum 52 the relationship between the length of the arms b and c of the lever 56 can be changed such that the movement of the hinge point 54 can be matched to any predetermined movement of point 51 as desired can and that it can also become zero when the joints 52 and 54 coincide.

Auf der anderen Seite des Schiffes verschiebt der Punkt 51', dessen Bewegung dem hydrostatischen Druck auf dieser Seite entspricht, den Hebel 56' und das zentrale Element 55' in ähnlicher Weise.On the other side of the ship, point 51 'moves its Movement corresponds to the hydrostatic pressure on this side, the lever 56 'and the central element 55 'in a similar manner.

Die oberen Enden der Hebel 55 und 55' sind durch Verbindungsstangen 57, 57' mit den entgegengesetzten Enden des doppelarmigen Hebels 58 verbunden, der sich bei 59 auf der unteren Verlagerung von einem Zahnsektor 6o dreht, welcher um eine Achse 6o' schwenkbar ist, wobei die Zähne des Sektors mit denen eines Ritzels 61 kämmen, welches die Bürste 7 des Potentiometers 8 betätigt. Die unteren Enden der Hebel 55 und 55' sind mit den freien Enden der Verbindungsstangen 14, 14' entsprechend verbunden. Die drei Hebel 55, 55' und 58 und ihre zugehörige Verbindungsstangen stellen drei in Pyramidenform (z. B. 4, 2, 1) angeordnete Differentialsysteme dar. Man erkennt, daß, wenn die Gelenke 52 oberhalb von den Gelenken 54 der Hebel 55 liegen, d. h. wenn die Vorrichtung die Kraft des Meeres in Rechnung ziehen soll, die Manometer der Steuerbord- und Backbordseiten in entgegengesetztem Sinn arbeiten. Unter der Annahme z. B., daß das Schiff tiefer in das Wasser eintaucht, wird sich der hydrostatische Druck, der auf die Glocken 42 und also auch auf die manometrischen Kapseln 47 wirkt, im gleichen Maß auf der Steuerbord-und Backbordseite vergrößern. Die Mittelpunkte 51, 51' der Sterne bewegen sich um das gleiche Maß nach außen vor und drehen die Hebel 56, 56' um ihre Gelenke 52, 52'. Die Drehung des Hebels 56 erfolgt entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, während die des Hebels 56' im Uhrzeigersinn verläuft. Weiterhin nähern sich die unteren Enden der Hebel 56 und 56' ebenso wie die Gelenke 54, 54'. Die unteren Enden der Hebel 55, 55' sind mit den Hebelsystemen io, ii' und durch die Verbindungsstangen 14', 14 verbunden und können der Bewegung der Hebel 56, 56' nicht folgen, wenn die Hebel io' und io nicht unter Einwirkung der Faktoren (II und IV) verschoben werden.The upper ends of the levers 55 and 55 'are through connecting rods 57, 57 'connected to the opposite ends of the double-armed lever 58, the rotates at 59 on the lower displacement of a sector 6o which is reversed an axis 6o 'is pivotable, the teeth of the sector with those of a pinion 61 comb, which actuates the brush 7 of the potentiometer 8. The lower ends the levers 55 and 55 'are corresponding with the free ends of the connecting rods 14, 14' tied together. The three levers 55, 55 'and 58 and their associated connecting rods represent three differential systems arranged in a pyramid shape (e.g. 4, 2, 1). It can be seen that when the joints 52 are above the joints 54 of the lever 55 lying, d. H. if the device is to take into account the force of the sea, the starboard and port side pressure gauges operate in opposite directions. Assuming z. B. That the ship dips deeper into the water, will the hydrostatic pressure that acts on the bells 42 and thus also on the manometric Capsules 47 acts to enlarge to the same extent on the starboard and port sides. The center points 51, 51 'of the stars move outward by the same amount and rotate the levers 56, 56 'about their hinges 52, 52'. The rotation of the lever 56 counterclockwise while that of lever 56 'is clockwise runs. Furthermore, the lower ends of levers 56 and 56 'approach each other as well the joints 54, 54 '. The lower ends of the levers 55, 55 'are connected to the lever systems io, ii 'and connected by the connecting rods 14', 14 and can of movement the levers 56, 56 'do not follow if the levers io' and io are not acting of factors (II and IV) can be shifted.

Die oberen Enden der Hebel 55 und 55' nähern sich also einander um ein zweimal größeres Maß als die Bewegung der Punkte 54, 54' ist, und die Verbindungsstangen 57, 57' führen entsprechende Bewegungen aus. Der Hebel 58 des Differentials an der Spitze der Pyramide führt also eine Winkelbewegung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn aus, da seine oberen und unteren Enden sich um gleiche Abstände in entgegengesetztem Sinn verschieben. Sein Drehpunkt 59 bewegt sich nicht und der Sektor 6o auch nicht. Der Regler wird also nicht durch eine auf beiden Seiten des Schiffes gleiche hydrostatische Druckänderung beeinflußt.The upper ends of the levers 55 and 55 'thus approach one another is twice as large as the movement of points 54, 54 'and the connecting rods 57, 57 'carry out corresponding movements. The lever 58 of the differential on the The top of the pyramid therefore makes an angular movement in an anti-clockwise direction because its top and bottom ends are equidistantly in opposite directions Shift meaning. Its fulcrum 59 does not move, and neither does sector 6o. The regulator is therefore not operated by the same hydrostatic system on both sides of the ship Pressure change influenced.

Wenn man annimmt, daß nunmehr eine Welle das Schiff erfaßt und den Wasserspiegel auf der Backbordseite erhöht und auf der Steuerbordseite erniedrigt, so erkennt man, daß die Backbordmanometer in genau ; der gleichen Weise wie in dem vorliegenden Fall reagieren werden und die Verbindungsstange 57 das untere Ende des Hebels 58 nach rechts verlagern wird. Die Steuerbordmanometer werden ihren Mittelpunkt 51' nach links zurückziehen, worauf infolgedessen die Ver- i bindungsstange 57', die an dem oberen Ende des Hebels 58 angreift, nach rechts verlagert wird. Der Hebel 58 wird also keine Winkelbewegung um seinen Drehpunkt 59 ausführen, sondern sich als Ganzes nach rechts verschieben, und der letztere wird, da sein Drehpunkt 59 auf der unteren Verlängerung von dem Sektor 6o festliegt, eine Winkelbewegung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn ausführen und den Kontakt der Bürste 7 nach rechts verschieben. Der Regler wird dann so auf die Stabilisierungseinrichtung einwirken, daß er eine der Kraft des Meeres entgegengerichtete Stabilisierungskraft erzeugt.If one assumes that a wave now covers the ship and raises the water level on the port side and lowers it on the starboard side, one recognizes that the port manometer is in exactly; will react in the same way as in the present case and the connecting rod 57 will displace the lower end of the lever 58 to the right. The starboard manometers will retract their center point 51 'to the left, whereupon the connecting rod 57', which engages the upper end of the lever 58, will be displaced to the right. The lever 58 will therefore not make an angular movement about its pivot point 59 , but will shift as a whole to the right, and the latter, since its pivot point 59 is fixed on the lower extension of the sector 6o, will make an angular movement in the counterclockwise direction and make contact with the Move brush 7 to the right. The regulator will then act on the stabilizing device in such a way that it generates a stabilizing force which is directed against the force of the sea.

Die Bewegungen der Hebel zo und o' bewirken unter dem Einfluß der Faktoren III und IV eine Winkelbewegung des Sektors 6o in ähnlicher Weise, wie bereits beschrieben.The movements of the levers zo and o 'work under the influence of the Factors III and IV angular movement of the sector 6o in a similar manner as already described.

Die Resultierende der Faktoren I; II, IV wird durch die Stellung angezeigt, die die Bürste 7 einnimmt, und erzeugt eine entsprechende elektromotorische Kraft in dem Stromkreis des Reglers 62, der die Stabilisierungseinrichtung steuert. Dieser elektromotorischen Kraft wird diejenige hinzugefügt, die durch den Anker 6 des Gleichstromgenerators erzeugt wird, dessen Drehgeschwindigkeit der Winkelgeschwindigkeit des Schiffes (Faktor III) proportional ist. Ein veränderlicher Widerstand 64 in dem Erregerstromkreis dieses Generators erlaubt, den Wert der elektromotorischen Kraft nach Wunsch zu regelri, die durch den Anker 6 dem Stromkreis zugeführt wird, Wenn es erwünscht ist, den Faktor IV ganz zu eliminieren, kann der Erregerstrom durch den Schalter 65 unterbrochen und der Anker durch den Schalter 66 kurzgeschlossen werden.The resultant of the factors I; II, IV is indicated by the position, which the brush 7 occupies, and generates a corresponding electromotive force in the circuit of the regulator 62 which controls the stabilization device. This electromotive force is added to that generated by the armature 6 of the direct current generator is generated whose speed of rotation is the angular speed of the ship (Factor III) is proportional. A variable resistor 64 in the excitation circuit this generator allows the value of the electromotive force to be increased as desired regulri, which is fed through the armature 6 to the circuit, if so desired is to completely eliminate factor IV, the excitation current can flow through the switch 65 interrupted and the armature short-circuited by the switch 66.

Der Regler umfaßt eine bewegliche Spule 62 im Feld von einer Erregerwicklung 68. Die bewegliche Spule ist über eine federnde Kupplung 72 mit einem-Segment 74 verbunden. Das Segment 74 ist derart gelagert, daß es über eine Kontaktbahn 75 läuft, von der aus die Betätigung der Stabilisierungseinrichtung erfolgt, die entweder Pumpen, ein bewegliches Gewicht oder eine andere Anordnung benutzen kann. Der Regler 62 führt also Bewegungen in einem oder dem anderen Sinn proportional der Größe der elektromotorischen Kraft an seinen Klemmen aus. Beün Überlaufen der Kontaktbahn. steuert das Segment 74 die Stabilisierungseinrichtung derart, daß eine Stabilisierungskraft in dem einen oder dem anderen Sinn geschaffen wird.The regulator includes a movable coil 62 in the field from an excitation winding 68. The movable coil is connected to a segment 74 via a resilient coupling 72 tied together. The segment 74 is mounted in such a way that it runs over a contact track 75, from which the stabilization device is actuated, either Pumps, a moving weight, or other arrangement. The regulator 62 thus performs movements in one sense or the other proportional to the size of the electromotive force at its terminals. If the contact path overflows. the segment 74 controls the stabilizing device such that a stabilizing force is created in one sense or the other.

In gewissen Fällen kann eine rein mechanische Ausführungsform der Vorrichtung vorteilhafter sein. In diesem Fall würde die Anzeige der Winkelgeschwindigkeit mit Hilfe einer bekannten Anordnung vorgenommen werden; die von der Zentrifugalkraft beenflußt wird. Anstatt ein zentrales Differentialelement an der Spitze zu benützen, um eine Bürste auf einen Potentiometer zu verschieben, und die so erhaltene elektromotorische Kraft zur Beeinflussung eines Reglers zu benutzen, wird das zentrale Differentialelement an der Spitze direkt die Stabilisierungseinrichtung steuern.In certain cases, a purely mechanical embodiment of the Device be more advantageous. In this case the angular velocity would be displayed be made using a known arrangement; that of centrifugal force is affected. Instead of using a central differential element at the top, to move a brush on a potentiometer, and the thus obtained electromotive Using force to influence a regulator becomes the central differential element directly control the stabilization device at the tip.

Es ist auch möglich, mehr elektrische als mechanische Mittel anzuwenden. Bei einem Schiff von großer Verdrängung könnte der Abstand der Glocken derart sein, daß die Reibungsverluste in den Leitungen möglicherweise Verzögerungen in der Übertragung von den Glocken 42 bis zu den entsprechenden manometrischen Kapseln 47 nach sich ziehen würden. Dabei ist es vorteilhaft, z. B. die beiden Kapseln von Steuerbord und Backbord, die in der gleichen Querebene in der Mitte und einander gegenüberliegen, so anzubringen,. daß die Hebel jeder Gruppe verbunden sind, wie dies bei den Hebeln der Sterne der Fall ist. Es ergibt sich dann offensichtlich ein Differentialsystem für jede Gruppe von zwei Kapseln, die in der gleichen Querebene liegen. Jedes Differential bewegt eine bewegliche Bürste, die sich über den Kontakten eines Potentiometers verschiebt. Alle anderen Faktoren können in gleicher Weise eine elektromotorische Kraft in Funktion von ihrer linearen oder Winkelbewegung schaffen. Die Richtung und die Größe der resultierenden elektromotorischen Kraft entspricht dann der Summe, die sich jeweils aus der Zusammenwirkung aller eingeführten Faktoren ergibt.It is also possible to use more electrical than mechanical means. On a ship of great displacement, the distance between the bells could be such that the frictional losses in the lines may cause delays in the transmission from the bells 42 to the corresponding manometric capsules 47 would pull. It is advantageous, for. B. the two capsules from starboard and port side, which are in the same transverse plane in the middle and opposite one another, so to be attached. that the levers of each group are connected, as is the case with the levers the star is the case. A differential system then obviously results for each group of two capsules lying in the same transverse plane. Any differential moves a moving brush that moves over the contacts of a potentiometer shifts. All other factors can be electromotive in the same way Create force as a function of its linear or angular movement. The direction and the magnitude of the resulting electromotive force then corresponds to the sum, which results from the interaction of all the factors introduced.

Nach einer abgewandelten Ausführungsform kann jedes Manometer einen piezoelektrischen Kristall umfassen, der in dem Luftbehälter, beispielsweise im Oberteil der pneumatischen Glocke, angeordnet ist, mit dessen Hilfe die Luftdruckänderungen, die sich auf Grund der hydrostatischen Druckveränderungen ergeben, entprechende Veränderungen der elektrischen Werte im piezoelektrischen Kristall hervorrufen. Die Ströme der piezoelektrischen Kristalle können verstärkt und derart kombiniert werden, daß sie eine resultierende Spannung erzeugen, die der Kraft des Meeres entspricht und zur Speisung der Regler 62 mit herangezogen wird. In diesem Fall können die Hebel 56 und 56' entfallen, und die Gelenke 54 und 54, um die sich die Hebel 55 und 55' drehen; können fest im Raum angeordnet werden.According to a modified embodiment, each manometer can have one Include piezoelectric crystal in the air tank, for example in Upper part of the pneumatic bell, with the help of which the air pressure changes, which result from the hydrostatic pressure changes, corresponding Cause changes in the electrical values in the piezoelectric crystal. The currents of the piezoelectric crystals can be amplified and thus combined that they generate a resultant tension that corresponds to the force of the sea and is also used to feed the controller 62. In this case, the Levers 56 and 56 'are omitted, and the joints 54 and 54 around which the levers 55 and turn 55 '; can be firmly arranged in the room.

Falls es erwünscht ist; einem oder dem anderen der Faktoren einen sehr großen Einfluß einzuräumen, ist es möglich, eine mechanisch oder elektrisch wirkende Verstärkung vorzusehen, die beispielsweise die Erregung eines mit konstanter Drehzahl umlaufenden Generators beeinflußt.If so desired; one or the other of the factors To give a very great influence, it is possible to use a mechanical or an electrical one to provide effective amplification, for example the excitation of a constant Speed of rotating generator influenced.

Die Resultierende, die sich bei :dem Ausführungsbeispiel durch die Differenzialquotienten nach der Zeit des Schlingerwinkels beeinflussen läßt, kann im Fall einer trägen Stabilisierungseinrichtung durch Integration gebildet werden.The resultant, which is in: the embodiment by the Can influence differential quotient after the time of the roll angle, can in the case of a sluggish stabilization device are formed by integration.

Falls es erwünscht ist, das Schiff um eine scheinbare Vertikale anstatt der wahren Vertikalen zu stabilisieren, genügt es, die Anordnung, die die wahre Vertikale anzeigt, durch eine Anordnung zu ersetzen, welche eine scheinbare Vertikale angibt.If so desired, move the ship around an apparent vertical instead To stabilize the true vertical, it suffices to arrange the true vertical Vertical indicates to be replaced by an arrangement which is an apparent vertical indicates.

Es wird betont, daß Schutz auch beansprucht wird, wenn statt aller Sektoren I bis IV nur ein Teil von ihnen in der Weise angewandt wird.It is emphasized that protection is also claimed when instead of all Sectors I to IV only part of them is applied in the way.

Es braucht nicht erwähnt zu werden, daß es möglich ist, das System ganz oder teilweise umgekehrt arbeiten zu lassen, mit dem Ziel, ,ein künstliches Schlingern zu erzeugen: Obwohl die Erfindung in bezug auf ihre Anwendung auf die Stabilisierung von Schiffen beschrieben wurde, kann sie darüber hinaus zur Stabilisierung von Fahrzeugen im allgemeinen oder zur Stabilisierung nur eines Teiles eines Fahrzeuges verwendet werden, z. B. für Geschützstände auf einem Schiff.Needless to say, the system is possible to work in whole or in part the other way round, with the aim of, an artificial To produce roll: Although the invention in terms of its application to the Stabilization of ships was described, it can also be used for stabilization of vehicles in general or for stabilization only one Part of a vehicle can be used, e.g. B. for gun positions on a ship.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control device for stabilization systems, especially of ships that are under the influence of various measurands, namely the hydrostatic height difference between port and starboard (factor I), of the roll angle (factor II) and its derivatives with respect to time (factors III and IV) and / or their integrals or only some of the factors are effective, characterized in that the changes in these measured variables (mechanical or electrical) are determined and fed into a device (totaliser 7, 62, 74), that the different types of measured variables are combined to form a final value, which is a stabilizing moment that triggers the moment to be stabilized according to magnitude and direction at any point in time keeps the balance.

2. Control device according to claim i, characterized in that that the hydrostatic pressures on the totalizer by means of a gas-filled Bell (42) are transferred, which has a larger lower opening (44) for entry for the sea water and a smaller upper opening to which a pressure-sensitive Device (47) connects to which, avoiding contact between Every hydrostatic pressure change is transmitted to the device and water.

3. Control device according to claims i and 2, characterized by gas storage (40) or the like, which keep the gas bells (42) continuously and optionally filled with gas.

4. Control device according to claims i to 3, characterized in that the totalizer (7, 62, 74) the measured variables of the roll angle (U) and its derivatives after the time supplied by a gyroscope (mechanical and / or electrical) receives and these sizes by a plurality of mechanical and / or electrical Differential systems (55, 55 ', 58) combined to the respective final value.

5. Control device according to claims i to 4, characterized in that it is used for various stabilization devices by adjusting parts (z. B. 13d, 13. ', 53, 53 ' , 64) of the totalizer of the final value of the stabilizing moment made proportionate and the stabilization device is controlled in this ratio.

6. Control device according to claims i to 5, characterized in that the final value of the totalizer appears as an electromotive force and this actuates a controller (62, 72, 74), the stabilization device after changing the size and the sense of direction the electromotive force influenced.