DE370829C - Electric steering gear with automatic course control - Google Patents
Electric steering gear with automatic course controlInfo
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Description
Die yielfachen Versuche, Schiffe selbsttätig auf einem bestimmten Kurs zu steuern, haben erst zu praktischen Erfolgen geführt, seitdem es besonders mit Hilfe des Kreiselkompasses gelungen ist, die Kompaß bewegung mit beliebiger Richtkraft zu übertragen.The multiple attempts to steer ships automatically on a certain course have only led to practical success since then, especially with the help of the gyro compass has succeeded in transferring the compass movement with any directional force.
Die Einrichtung ist dabei so getroffen, daß ein Motor,, dessen Bewegung proportional dem Ruderausschlag ist, durch eine Kontaktvorrichtung ein- und ausgeschaltet wird, deren Schaltweg der Differenz von Kursabweichung und Ruderwinkel verhältnisgleich ist.The device is designed in such a way that a motor is proportional to its movement the rudder deflection by a contact device is switched on and off, the switching path of which is proportional to the difference between course deviation and rudder angle.
Bei den bisherigen Ausführungen bewegt dieser Motor das Steuerrad, das durch eine zur Rudermaschine führende Wellenleitung den Wechselschieber der Dampfmaschine öffnet, der dann durch die Maschine selbst wieder zurückgestellt wird.In the previous versions, this motor moves the steering wheel, which is through a The shaft line leading to the steering engine opens the changeover valve of the steam engine, which then passes through the engine itself is reset again.
Bei· elektrischen Rttdermaschinen pflegt der ao Anlasser des Elektromotors, in ähnlicher "Weise j ein- und ausgeschaltet zu werden, doch gibt es hier auch eine andere Steuerung ohne Rückführung des Steuerorgans durch die Maschine, bei der der Rudermotor unmittelbar am Steuerstande ein- und ausgeschaltet wird.In the case of · electrical rotary machines, the ao starter of the electric motor, in a similar "way j to be switched on and off, but there is also another control without Return of the control organ by the machine, in which the rudder motor directly is switched on and off at the helm.
Dieser Steuerschalter erhält nun außer den beiden Stellungen für die Bewegung des Ruders nach Backbord oder Steuerbord und den Ausschaltstellungen, auf denen das Ruder in der erreichten Lage verharrt, eine bestimmte Stellung, auf der die Steuerleitungen des Motors mit der Kontaktvorrichtung für selbsttätige Kurssteuerung verbunden werden.This control switch now receives the two positions for moving the Rudder to port or starboard and the cut-out positions on which the rudder is remains in the position it has reached, a certain position on which the control lines of the motor can be connected to the contact device for automatic course control.
Damit jederzeit durch Handsteuerung beliebige Kursänderungen vorgenommen werden können, wird nach der Erfindung die Kontaktvorrichtung nur so lange vom Kurs beeinflußt, wie der Steuerschalter auf der Stellung für selbsttätige Kurssteuerung steht.So that any course changes can be made at any time by manual control can, according to the invention, the contact device is only influenced by the course as long as how the control switch is in the position for automatic course control.
*) Von dem Patentsucher ist als Erfinder angegeben worden: *) The patent seeker indicated the following as the inventor:
Dipl.-Ing. Johannes Bahl in Siemensstadt b. Berlin.Dipl.-Ing. Johannes Bahl in Siemensstadt b. Berlin.
AhI). ι ist ein Schaltbild einer solchen Anlage. Das Ruder ι wird mit passender Übersetzung vom Motor 2 bewegt, der der Einfachheit wegen als Nebenschlußmotor dargestellt ist und durch die Schützen S1 und S2 gesteuert wird. Der Selbstanlasser, der die Anlaßwiderstände kurzschließt, ist fortgelassen. In Ruhelage beider Schützen ist der Motoranker kurzgeschlossen, Schütze S1 schaltet den Motor auf Linkslauf, Schütze S2 auf Rechtslauf.AhI). ι is a circuit diagram of such a system. The rudder ι is moved with a suitable translation by the motor 2, which is shown for the sake of simplicity as a shunt motor and is controlled by the contactors S 1 and S 2. The self-starter, which short-circuits the starting resistors, has been omitted. When both contactors are in the idle position , the motor armature is short-circuited, contactor S 1 switches the motor to counter-clockwise rotation, contactor S 2 to clockwise rotation.
Der Ruderlagegeber 3, der mit passenderThe rudder position sensor 3, with the matching
Übersetzung vom Ruderschaft angetrieben wird, arbeitet auf die beiden Ruderlageempfänger 4 und 6. Von den verschiedenen Systemen, die für solche Apparate bestehen, ist eine mit eindeutiger Einstellung zu wählen, rl. h. es muß jeder Stellung des Gebers auch eine bestimmte Stellung des Empfängers entsprechen. Translation is driven by the rudder stock, works on the two rudder position receivers 4 and 6. Of the various systems that exist for such devices, one with a clear setting must be selected, rl. H. every position of the giver must also correspond to a certain position of the receiver.
Gesteuert wird nur nach dem Ruderlagezeiger 4 mit dem Steuerschalter 5. Wird dieser z. B. auf St. B. gelegt, so wird S2 mit η verbunden, und es fließt Strom von p durch S2 nach n, der Motor dreht sich in der Pfeilrichtung und legt das Ruder nach Steuerbord. Zu Stelking O des Steuerschalters bleibt das Ruder in der eingenommenen Lage, der Motor ist ausgeschaltet. Entsprechend sind die \*orgänge in den Stellungen B. B. und Ü.It is controlled only after the rudder position pointer 4 with the control switch 5. If this z. B. placed on St. B., S 2 is connected to η , and current flows from p through S 2 to n, the motor turns in the direction of the arrow and puts the rudder to starboard. When the control switch is in position O, the rudder remains in the assumed position, the engine is switched off. Correspondingly, the processes are in the positions BB and Ü.
Wird der Steuerschalter jedoch in seine mit »Kurs« bezeichnete Mittellage gelegt, die er unter dem Einfluß einer Rückstellfeder stets selbsttätig einnimmt, wenn er losgelassen wird, so werden die Steuerleitungen S1 und S2 mit If1 und t2 verbunden, die durch Relais mit den Wicklungen T1 und /-„ mit dem Pol η der Stromquelle verbunden werden können.However, if the control switch is placed in its central position, labeled "Course", which it always automatically assumes under the influence of a return spring when it is released, the control lines S 1 and S 2 are connected to If 1 and t 2 , which are connected by relays with the windings T 1 and / - can be connected to the pole η of the power source.
Gleichzeitig werden durch den Steuerschalter die Verbindungen Xx1, yy\, SS1 hergestellt, durch die der von einem Kreiselmutterkompaß betätigte Kontaktgeber 8 mit einem Empfänger 7 elektrisch gekuppelt wird. Bei der beispielsweise dargestellten Ausführung ist angenommen, daß diese übertragung keine mit eindeutiger Einstellung, sondern nur eine synchrone ist, d. h. Geber und Empfänger laufen synchron, solange sie elektrisch verbunden sind, können aber gegenseitig verstellt werden, ohne daß diese Verstellung ausgeglichen wird. Hierfür ist das bekannte Sechsrollensystem angenommen. Wird die elektrische Verbindung von Geber und Empfänger hergestellt, nachdem der Geber vorher beliebig verstellt worden äst, so stellt sich der Weicheisenanker des Empfängers auf dem kürzesten Wege in die Richtung des durch den Geber erregten Spulenpaares ein und beschreibt hierbei einen Winkel von höchstens 900. Die Übersetzung, mit der der Geber angetrieben wird, muß so gewählt werden, daß dieser Winkel nur eine für die Navigation unwesentliche Kursabweichung verursacht, denn um den entsprechenden Betrag wird der Kurs, den das Schiff nunmehr einnimmt, von dem zuletzt gesteuerten abweichen.At the same time, the control switch establishes the connections Xx 1 , yy \, SS 1 , through which the contactor 8 operated by a gyro-nut compass is electrically coupled to a receiver 7. In the embodiment shown, for example, it is assumed that this transmission is not with a clear setting, but only a synchronous one, ie transmitter and receiver run synchronously as long as they are electrically connected, but can be mutually adjusted without this adjustment being compensated. The well-known six-roller system is used for this. If the electrical connection between transmitter and receiver is established after the transmitter has previously been adjusted as desired, the soft iron armature of the receiver adjusts itself by the shortest path in the direction of the coil pair excited by the transmitter and describes an angle of at most 90 ° . The gear ratio with which the encoder is driven must be selected so that this angle only causes a course deviation that is insignificant for navigation, because the course that the ship is now taking will deviate from the last steered course by the corresponding amount.
Läßt sich diese Bedingung nicht erfüllen, so ist zwischen dem Kompaßmotor 7 und der Kontaktvorrichtung 9 eine mechanische Kupplung einzuschalten, die zweckmäßig durch einen Elektromagneten in der »Kurs«-Lage des Steuerschalters betätigt wird, während .!-.!■j, VV1, SS1 dauernd miteinander verbunden Meinen.If this condition cannot be met, a mechanical clutch must be switched on between the compass motor 7 and the contact device 9, which is expediently actuated by an electromagnet in the "heading" position of the control switch, while.! -.! ■ j, VV 1 , SS 1 permanently connected to each other.
An der Kontaktvorrichtung 9 befinden sich nun in einem gewissen Abstande voneinander die Kontakte T1 und r„, deren Anordnung aus den Abb. 2 und 3 deutlicher zu ersehen ist.On the contact device 9 there are now the contacts T 1 and R 1 at a certain distance from one another, the arrangement of which can be seen more clearly from FIGS. 2 and 3.
Sie sind mit der Isolationsplatte 13 auf dem Arm 14 befestigt und durch Schleifringe mit den Bürsten 15, 16 verbunden. Der Arm 14 wird durch das Vorgelege 17 von dem Kompaßmotor 7 bewegt.They are attached to the arm 14 with the insulation plate 13 and connected to the brushes 15, 16 by slip rings. The arm 14 is moved by the compass motor 7 through the intermediate gear 17.
Zwischen den Kontakten t\ und r2 spielt nun die Kontaktzunge 11, die von dem Ruderlageempfänger 6 bewegt wird.The contact tongue 11, which is moved by the rudder position receiver 6, now plays between the contacts t 1 and r 2.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:The device works as follows:
Weicht das Schiff nach B. B. von dem Kurse ab, den es besaß, als der Steuerschalter auf »Kurs« gelegt und dadurch der Kompaßempfänger 7 mit dem Geber 8 gekuppelt wurde, so wird durch 7 der Kontakt r2 an die Kontaktzunge des Ruderlageempfängers gelegt unrl diese, da die Drehbewegung des Schiffes zunächst noch weitergeht, um ein kleines Stück aus ihrer Lage verdreht, so daß sie schließlich mit verhältnismäßig kräftigem Druck an r, anliegt. Nun fließt ein Strom von ρ durch die Kontaktzunge, Relais r2 nach n\ folglich wird der Kontakt n, t„ geschlossen und damit die Schütze S2 erregt, die ihrerseits den Motor einschaltet, und zwar auf Rechtslauf, was eine Bewegung des Ruders nach St. B. zur Folge hat, durch die das Schiff nach St. B., also auf den früheren Kurs, zurückgedreht wird.If the ship deviates to BB from the course it was on when the control switch was set to "course" and thereby the compass receiver 7 was coupled to the transmitter 8, then 7 the contact r 2 is placed on the contact tongue of the rudder position receiver and this , since the turning movement of the ship continues at first, twisted a little bit out of its position, so that it finally rests against r i with relatively strong pressure. Now a current flows from ρ through the contact tongue, relay r 2 to n \, consequently the contact n, t "is closed and thus the contactors S 2 are excited, which in turn switches on the motor, to the right, which causes a movement of the rudder St. B. results in the ship being turned back to St. B., i.e. on the previous course.
Diese Ruderbewegung währt so lange, bis die Kontaktzunge, der neuen Ruderlage entsprechend, den Kontakte verlassen hat, und es kommt nun darauf an, ob der erreichte Ruderwinkel genügt, die Drehbewegung des Schiffes aufzuheben. Ist dies nicht der Fall, so nähert sich r2 von neuem der Kontaktzunge und vergrößert dadurch den Ruderausschlag, bis das so hervorgerufene Moment den Kräften das Gleichgewicht hält, die das Schiff abzulenken trachten. Sind diese Kräfte dauernd, wie z. B. Wind oder einseitige Schraubemvirkung, so bleibt das Ruder in dieser Lage; war die Störung jedoch nur vorübergehend, z. B. Wellenbewegung, so wird nunmehr durch das Ruder das Schiff in entgegengesetzter Rieh-This rudder movement lasts until the contact tongue, corresponding to the new rudder position, has left the contact, and it now depends on whether the rudder angle reached is sufficient to cancel the rotation of the ship. If this is not the case, then r 2 again approaches the contact tongue and thereby increases the rudder deflection until the moment created in this way maintains the balance of the forces that are trying to deflect the ship. Are these forces permanent, such as B. Wind or unilateral screw action, the rudder remains in this position; however, the disruption was only temporary, e.g. B. wave motion, the rudder will now move the ship in the opposite direction.
tung gedreht, wodurch rr Kontakt macht und veranlaßt, daß sich das Ruder wieder nach mittschiffs zurückbewegt.rotated, causing r r to make contact and cause the rudder to move back amidships.
Die Einrichtung wird folgendermaßen bedient: The facility is operated as follows:
Zum Manövrieren wird der Steuerschalter so lange nach B. B. oder St. B. gelegt, wie sich
das Ruder nach dieser Seite bewegen soll.
In den Stellungen O bleibt das Ruder in derFor maneuvering, the control switch is moved to BB or St. B. as long as the rudder is to move to this side.
In the O position, the rudder remains in the
to erreichten Lage.to reached position.
In der Stellung »Kurs« nimmt das Ruder selbsttätig die Lage ein, die zur Beibehaltung des in diesem Augenblick gerade erreichten Kurses erforderlich ist. Sie wird im allgemeinen der Mittschiffslage des Ruders entsprechen. In the "course" position, the rudder automatically assumes the position required to maintain it of the course just reached at that moment is required. She will in general correspond to the midship position of the rudder.
Die geschilderte Ausführungsform ist nur eiin Beispiel. An Stelle der elektrischen Kupplung zwischen Kompaß und Kontaktvorrichtung kann z. B. auch eine mechanische, durch Elektromagneten betätigte Kupplung treten.The embodiment shown is only an example. Instead of the electric coupling between compass and contact device can, for. B. also a mechanical, operated by electromagnets clutch.
Die Relais rx und r2 können wegfallen, wennThe relays r x and r 2 can be omitted if
es gelingt, die Kontaktvorrichtung so kräftig auszubilden, daß damit die Ströme in den Wicklungen der Schützen S1 und S2 unmittelbar geschaltet werden können.it is possible to make the contact device so strong that the currents in the windings of the contactors S 1 and S 2 can be switched directly.
Da die Kontaktvorrichtung 9 an keinen bestimmten Ort gebunden ist, so kann sie z. B. in den Ruderraum verlegt werden; die Kontaktzunge kann vom Ruder mechanisch angetrieben werden. Da ihr Ausschlag durch die Kontakte^ und r2 begrenzt ist, während das Ruder beim Manövrieren beliebige Bewegungen ausführen muß, so ist ein federndes Zwischenglied zwischen der Kontaktzunge und dem Ruder vorzusehen und der Antrieb durch den Kompaßmotor gegen Rückdrehung durch die Kontaktzunge zu sichern. Die Federung kann auch zwischen den Kontaktarm 14 und seinen Antrieb 17 verlegt werden.Since the contact device 9 is not tied to a specific location, it can, for. B. be relocated to the steering wheel room; the contact tongue can be driven mechanically by the rudder. Since their deflection is limited by the contacts ^ and r 2 , while the rudder has to perform any movements when maneuvering, a resilient intermediate member must be provided between the contact tongue and the rudder and the drive by the compass motor must be secured against reverse rotation through the contact tongue. The suspension can also be moved between the contact arm 14 and its drive 17.
Auch der Ersatz des Kompaßmotors 7 durch den als Richtungsweiser dienenden Kreisel ist möglich, wenn man die bereits obenerwähnte Kupplung zwischen dem Kreiselkompaß und der Kontaktvorrichtung anbringt, damit der Kreiselkompaß beim Manövrieren frai beweglich bleibt. Ebenso kann die unmittelbare oder mittelbare Betätigung des Armes 14 der Kontaktvorrichtung durch eine andere Einrichtung geschehen, die der Kursablenkung proportionale Bewegungen hervorruft, aber nicht gerade ein Kreiselkompaß ist.The replacement of the compass motor 7 by the gyro serving as a directional indicator is also possible possible if you use the aforementioned coupling between the gyrocompass and of the contact device, so that the gyrocompass is frai movable when maneuvering remain. Likewise, the direct or indirect actuation of the arm 14 of the Contact device done by another device that deflects the course causes proportional movements, but is not exactly a gyrocompass.
Ferner ist das Anwendungsgebiet der Erfindung nicht auf die j engen Fälle beschränkt, in denen der Motor 2 (Abb. 1) das Ruder unmittelbar antreibt, sondern der Antrieb des Ruders kann auch mittelbar unter Zwischenschaltung einer anderen Kraftmaschine erfolgen, derart, daß der Motor die Kraftmaschine so steuert, daß sie das Ruder um Winkel dreht, die dem Motorwege proportional sind. Erreicht wird dies dadurch, daß dem Steuerorgan der Kraftmaschine mit Hilfe eines Differentialgetriebes die Differenz .der Bewegungen von Motor und Ruder erteilt wird. Der Motor 2 stellt dann lediglich den Empfänger einer elektrischen Fernübertragung dar, die die sons't übliche Anlaß- oder Axiometerleitung oder den hydraulischen Telemotor ersetzt. Die Betätigung dieses Motors auf der Brücke weicht aber insofern von 'den der bisher üblichen mechanischen Übertragungen ab, als am Steuerstand nicht ein Handrad so lange gedreht, wie sich das Ruder bewegen soll, sondern nur ein Hebel so lange in der Einschaltstellung gehalten wird.Furthermore, the field of application of the invention is not limited to the narrow cases in which the motor 2 (Fig. 1) drives the rudder directly, but the drive of the Rudder can also be done indirectly with the interposition of another engine, such that the motor controls the prime mover to turn the rudder through angles proportional to the motor travel. This is achieved in that the control element of the engine with the help of a Differential gear the difference. Of the movements of the engine and rudder is given. The motor 2 then only represents the receiver of an electrical remote transmission, which replaces the otherwise usual starter or axiometer line or the hydraulic telemotor. The operation of this motor on the bridge differs from that of the previous ones usual mechanical transmissions than a handwheel at the helm rotated how the rudder should move, but only one lever for so long in the on position is held.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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| DE370829C true DE370829C (en) | 1923-03-08 |
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Family Applications (1)
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