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DE701506C - Schiffsstabilisierungsanlage - Google Patents

Schiffsstabilisierungsanlage

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Publication number
DE701506C
DE701506C DE1934B0166498 DEB0166498D DE701506C DE 701506 C DE701506 C DE 701506C DE 1934B0166498 DE1934B0166498 DE 1934B0166498 DE B0166498 D DEB0166498 D DE B0166498D DE 701506 C DE701506 C DE 701506C
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DE
Germany
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ship
arrangement according
pressure
torque
organ
Prior art date
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Expired
Application number
DE1934B0166498
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MARCELLO BOELLA DR ING
Original Assignee
MARCELLO BOELLA DR ING
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MARCELLO BOELLA DR ING filed Critical MARCELLO BOELLA DR ING
Application granted granted Critical
Publication of DE701506C publication Critical patent/DE701506C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/02Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by displacement of masses
    • B63B39/03Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by displacement of masses by transferring liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schiffsstabilisierungsanlage, bei der ein dem Wellenkrängungsmoment in jedem Zeitpunkt gleiches und entgegengesetztes Moment (Ausgleichsmoment) erzeugt wird, dessen Größe unabhängig von den Neigungsänderungen des Schiffes über an den Bordseiten angeordnete Druckmeßvorrichtungen durch die Druckhöhenunterschiede des Außenwassers an den Schiffsseiten gesteuert wird'. Das Ausgleichsmoment wird vorzugsweise dadurch hervorgerufen, daß die Bewegungen von Wassermassen, welche in an den beiden Schiffslängsseiten angeordneten, in Verbindung miteinander stehenden Tanks enthalten sind, die als Ausgleicher der Rollbewegungen wirken, im Einklang mit der Höhendifferenz des Wasserspiegels und somit mit der hydrostatischen Druckdifferenz gesteuert wer-
ao den. Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß bei derartigen Anlagen zur Beseitigung der aus der wechselnden Höhenlage der Druckmeßvorrichtungen gegenüber dem Horizont sich ergebenden, in die Stabilisierungsanlage mit eingesteuerten Meßwerte die von der Schiffseigenkrängung herrührenden Neigungswinkel des Schiffes gegenüber der Vertikalen gemessen und die ihnen entsprechenden Druckhöhen für horizontal gedachte Wasseroberfläche mit den aus den Höhenunterschieden abgeleiteten Steuerwerten je nach dem Neigungssinn des Schiffes additiv oder subtraktiv vereinigt werden.
Es sind Kreiselschiffsstabilisierungsanlagen bekannt mit einer von den Schiffsschwingungen unabhängig gesteuerten Kraftquelle, durch welche dem Kreisel die zur Unterdrückung der Bewegungen des Körpers erforderlichen Lageänderungen aufgezwungen werden. Die Steuerkommandos können dabei ebenfalls von in den Schiffs wandungen angeordneten Druckmeßvorrichtungen geliefert werden. Das Wesen dieser Stabilisierungsanlage verlangt, daß die Größe der dem Kreisel aufgezwungenen Präzessionen durch die Steuerkommandos unabhängig von der Größe und Richtung der Eigenbewegungen des Schiffes verändert wird, während gemäß vorliegender Erfindung die von den Druckmeßvorrichtungen gelieferten Steuerkommandos entsprechend der Eigenkrängung des Schiffes korrigiert werden.
Durch die erfindungsgemäß ermittelten Steuerkommandos wird erreicht, daß das Ausgleichsmoment, in jedem Augenblick in richtiger Größe, Richtung und Phase dem Krängungsmoment entgegenwirkt und somit eine vollkommene Stabilisierung bewirkt. Würde man die Eigenkrängung- des Schiffes
außer acht lassen, so wurden sich unregelmäßige Stabilisierungswirkungen ergeben, die unter Umständen die Schräglage des Schiffes vergrößern können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß etwa vorhandene statische Schräglagen des Schiffes von selbst mitberücksichtigt werden.
Um nun das Ausgleichsmoment vom Einfluß der Eigenkrängung -des Schiffes frei zu t0 halten, nimmt man ein Gerät zu Hilfe, das die senkrechte Länge unverrückt anzeigt, etwa ein Pendel oder einen Kreisel, der dann mit den Schwankungen des Außenborddruckes zusammenwirkt.
1S Gemäß weiterer Erfindung empfiehlt es sich, mehrere über die Schiffslänge verteilte Druckabnahmestellen vorzusehen und als Steuergröße die Differenz zwischen dem Mittelwert der Drücke, die an verschiedenen ao zweckmäßig verteilten Stellen der einep Bordseite und dem Mittelwert der Drücke, die an verschiedenen Stellen der anderen Bordseite gemessen werden, zu benutzen. Infolge der Stampfbewegungen, der vom Schiff erzeugten Bugwelle und anderer Einflüsse ist nämlich der Höhen- und damit der Druckunterschied zu beiden Seiten des Schiffes an verschiedenen Stellen der Schiffslängsrichtung verschieden, so daß sich beim Vorhandensein nur einer einzigen Druckmeßstelle an jeder Bordseite leicht zu große oder zu kleine Steuerwerte ergeben.
Eine andere Verbesserung besteht in der Überlagerung eines weiteren Ausgleichsmomentes, das von der jeweiligen Ruderlage abhängt, um so die Krängung auszuschalten, die beim Drehen des Schiffes durch die kombinierte Wirkung des Steuerruders und der Fliekraft zustande kommt. Schließlich kann gemäß weiterer Erfindung das Ausgleichsmoment zusätzlich in Abhängigkeit von einem Ouerbeschleunigungsmesser steuerbar sein, so daß auch die waagerechte Komponente der Ouerbeschleunigung oder die durch den Wellengang oder durch andere Störerscheinungen, wie etwa die Zentrifugalbeschleunigung des wendenden Schiffes, bedingten waagerechten Komponenten berücksichtigt werden. Der waagerechten Komponente der Ouerbeschleunigung entspricht eine in derselben Richtung wirkende Kraft, die man etwa im Verdrängungsschwerpunkt angreifend denken kann. Dieser Kraft entspricht dann nach dem Prinzip von Wirkung und Gegenwirkung eine gleich große, jedoch entgegengesetzt wirkende Kraft, die man als im Schwerpunkt des Schiffes angreifend annehmen kann. Da nun Schwerpunkt und Verdrängungsschwerpunkt nicht übereinstimmen, kommt ein Kräftepaar zustande, das ganz unabhängig von der durch den Wellengang bedingten Krängung ein Überholen verursacht. Die relative Größe · dieser beiden Kräftepaare hängt von Faktoren ab, die sich ständig ändern. Die beiden Kräftepaare setzen sich jedoch stets zu einem resultierenden Kräftepaar zusammen, das im betrachteten Augenblick die Krängung des Schiffes zur Folge hat. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen haben die Angleichung des Ausgleichsmomentes, der Größe und dem Sinne nach, und des \rorerwähnten resultierenden Kräftepaares in jedem beliebigen Augenblick zum Zweck, womit der Einfluß des letzteren auf das Schiff aufgehoben wird.
Eine weitere Ausbildung besteht in einem Additionsgerät, das die Druckdifferenz an den einzelnen Paaren von Druckabnahmestellen, die gegenüberliegend an den Bordseiten vorgesehen und auf die Längsseiten in gleichen Abständen verteilt sind, in einem einzigen Gerät zur Herbeiführung des Augleichsmomentes summiert, so daß die Erzeugung dieses Ausgleichsmomentes von den Mittelwerten dieser Drücke an den Schiffsbord-Seiten abhängig sein wird.
Auf der beiliegenden Zeichnung sieht man in Fig. ι die schematische Darstellung des Querschnittes eines rollenden Schiffes auf bewegter See. Fig. 2 stellt schematisch den Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 3 eines Schiffes dar, das mit einer Anlage gemäß vorliegender Erfindung ausgerüstet ist,. und zwar in Übereinstimmung mit den unter sich verbundenen Tanks und den Bewegungen der Ausgleichsflüssigkeitsmassen. Fig. 3 stellt den Längsschnitt von Fig. 2 nach Linie 3-3 schematisch dar. Fig. 4 ist die schematische Darstellung einer Steuerung, die von der _ Druckdifferenz an den beiden Schiffslängs- >oo Seiten beeinflußt wird und die die Mittel zur Herbeiführung der Bewegung der Ausgleichsflüssigkeitsmassen betätigen soll. Fig. 5 ist die schematische Darstellung einer elektrischen Steuerungsanordnung, während in «°5 Fig. 6 . die schematische Darstellung einer Abart wiedergegeben ist.
Fig. 7 stellt eine Anordnung für die Verwertung des an den Bordseiten sich einstellenden Druckes zur Betätigung des Sta- "° bilisators dar. Fig. 8 veranschaulicht schematisch eine Anordnung, bei welcher ein Gerät, das die senkrechte Lage im Raum anzeigt, zur Steuerung des Stabilisators herangezogen wird. Fig. 9 stellt den Grundriß eines Schiffes dar, das mit mehreren an den Längsseiten vorgesehenen Druckanzapfstellen ausgerüstet ist, die die Vorrichtung zur Steuerung der Mittel zur Herbeiführung des Ausgleichsmomentes betätigen. Aus Fig. 10 ist iao eine schematische Anordnung ersichtlich, durch welche ein die Krängung bei Schiffs-
Wendungen aufhebendes Ausgleichsmoment ausgelöst werden kann.
Fig. Ii stellt schematisch und im Längsschnitt die Anordnung dar, welche das Ausgleichsmoment unter den oben geschilderten Bedingungen zustande bringt. Fig. 12 ist ein Schnitt von Fig. 11 nach Linie 2-2. Fig. 13 gibt im Grundriß und schematisch die Gesamtanordnung einer Stabilisierungsanlage
ίο mit mehreren Druckentnahmestellen, mit den entsprechenden Übertragungsorganen und mit dem Additonsgerät wieder.
Wie schon erwähnt, bezieht sich die Erfindung auf eine Schiffsstabilisierungsanlage, bei der der Höhenunterschied des Wasserspiegels, der sich bei bewegter See an den beiden Schiffslängsseiten durch die Krängung einstellt, gemessen wird und der sich daraus ergebende hydrostatische Druckunterschied
ao zur Steuerung der Mittel (vorzugsweise Flüssigkeitsmassen), welche das Ausgleichsmoment hervorrufen, Üient.
Zu diesem Zweck erhält das Schiff 1, wie aus Fig. ι ersichtlich, an den Längsseiten die Öffnungen 2 und 3, die in Wirklichkeit in derselben Querebene enthalten sind und gleich hoch über dem Kiel liegen, aber so, daß sie stets unter Wasser bleiben. Den beiden Öffnungen 2 und 3 entsprechen die senkrecht nach oben geführten Rohre 4 und 5. Die nach oben geführte Verlängerung dieser Rohre wird vorwiegend in die Ebene durch die Schiffslängsachse oder ganz allgemein in eine Ebene parallel dazu gelegt, um dadurch Störerscheinungen durch die Krängung auszuschalten.
Wenn also der Wasserspiegel durch die Krängung sich an den Längsseiten verschieden hoch einstellt, nimmt der Wasserstand in den beiden mit der See in, Verbindung stehenden Rohren 4 und S die gleiche Höhe ein, die auf der jeweiligen Längseite des Schiffes sich außen einstellt. Es wird sich infolgedessen in den beiden Rohren ein Niveauunterschied und somit ein hydrostatischer Druckunterschied einstellen, dessen Größe und Vorzeichen sich mit der Krängung ändern werden.
Der Niveauunterschied bzw. der hydrostatische Druckunterschied wird nunmehr zur Steuerung der Bewegung der Ausgleichsflüssigkeitsmassen in den beiden Tanks verwertet. Zu diesem Zweck erhält das Schiff an den Längseiten (s. · Fig. 2 und 3] die
Tanks 6 und 7, auf jeder Längsseite einen, die durch die Kammer 8 - miteinander verbunden sind. In der Kammer 8 ist das Flügelrad 9 angeordnet,- das über das Getriebe 10, 11 und 12 vom umsteuerbaren Motor 13 angetrieben wird. Das Steuerorgan der Antriebsmaschine, etwa die Steuerwalze des Anlassers, falls die Antriebsmaschine 13 ein ■ Elektromotor ist, ist mit einem Organ zwangsläufig gekuppelt, dessen Bewegung, der Größe und dem Vorzeichen nach, von dem in den Rohren 4 und 5 herrschenden Niveau- und somit hydrostatischen Druckunterschied abhängt.
Dies kann sehr leicht durch ein beliebiges, vom Niveauunterschied der Flüssigkeit in den beiden Rohren 4 und 5 beeinflußtes Schwimmersystem oder durch ein auf den Druckunterschied ansprechendes Organ verwirklicht werden.
Fig. 4 veranschaulicht beispielsweise eine praktische Ausführungsmöglichkeit für ein derartiges System, das durch den Druckunterschied in den beiden Rohren 4 und 5 gesteuert wird. Die Rohre 4 und 5 sind hier mit den gleichachsig angeordneten Zylindern 14 und 15 verbunden, deren beide Kolben durch die Kolbenstange 18 starr miteinander verbunden sind und irgendwie, etwa wie nachstehend geschildert, die S teuer walze des Anlassers zweckmäßig betätigen. Die zwischen den vorderen Zylinderdeckeln und der auf der Kolbenstange 18 fest aufgekeilten Muffe 20 angeordneten Zylinderfedern dienen zur Dämpfung der 'Bewegung der beiden Kolben und somit des Steuerorgans und zur Rückstellung der Kolben in ihre "Normalstellung.
Daraus ergibt sich, daß der hydrostatische Druck, der sich durch den Höhenunterschied des Flüssigkeitsstandes in den Rohren 4 und 5 als Funktion der Krängung einstellt und in den Zylindern 14 und 15 auf die Kolben 16 und 17 arbeitet, das Flügelrad 9 in Tätigkeit setzt und die Flüssigkeit vom Tank 6 in den Tank 7 oder umgekehrt fördert. Dadurch kommt die Dämpfung der Rollbewegung bzw. die Stabilisierung des Schiffes zustande.
Die vorerwähnte Anordnung beeinträchtigt in keiner Weise das normale Verhalten der Tanks 6 und 7 als Schlingertanks zu Zeiten, wenn überhaupt keine Welle da ist oder wenn die Wellenhöhe so gering ist, daß sie zur Auslösung der selbsttätigen mechanischen Regelvorrichtung nicht ausreicht.
Fig. 5 stellt die Schaltung für den An- uo triebsmotor 13 des Flügelrades 9 dar, durch die dieses im Einklang mit den Schwankungen des Wasserspiegels an den Schiffsseiten und somit mit den Schwankungen des hydrostatischen Drucks in den Rohren 4 und S nach Größe und Vorzeichen angetrieben wird.
Bei dieser Anordnung sind die beiden Rohre 4 und 5 an die Enden eines in der Ebene der Schiffslängsachse angeordneten, kreisförmig gebogenen Isolierrohres 21 angeschlossen. In diesem Isolierrohr sind zwei gleiche Widerstände 22 und 23 untergebracht,
die in der Mitte des Rohres mit der gemeinsamen Stütze 24 verbunden sind. Das Rohr 21 ist außerdem mit einer bestimmten Quecksilbermenge 25 gefüllt, die im Rohr wandern kann und so den aktiven Querschnitt der Widerstände 22 und 23 in dem einen oder anderen Sinne, jedoch stets um die gleichen Beträge verändern kann.
Parallel zum Rohr 21 ist ein zweites gleiches Rohr 26 angeordnet, das ähnliche Widerstände 27 und 28, an die gemeinsame Stütze 29 angeschlossen, enthält. Auch hier ist der aktive Querschnitt der Widerstände von der im Rohr 26 frei beweglichen Quecksilbermenge 30 geregelt. Das Rohr 26 ist um seinen Krümmungsmittelpunkt drehbar gelagert, so daß es sich auf seinem Krümmungskreis bewegen kann. Es wird mittels des Zahnkranzsegmentes 31 und des Ritzels 32 ao gesteuert, wobei das Ritzel 32 über das Getriebe 33, 34, 35, 36, 37, 38 und 39 von der Welle 40 des umsteuerbaren Motors 13 angetrieben wird. Der Motor 13 treibt außerdem, ähnlich wie auf Fig. 2 gezeigt, über das Ritzel 12 und ein geeignetes Getriebe das in der Verbindungskammer zwischen den beiden Schlingertanks eingebaute Flügelrad an.
Die beiden Enden des gekrümmten Rohres 21 stehen mit den vorerwähnten Rohren 4 und 5 in Verbindung, während die beiden Enden des gekrümmten Rohres 26 mit den im Schiff eingebauten Rohrleitungen 41 und 42 verbunden sind. Im Rohrstück 21 schwimmt über der Quecksilbermenge 25 eine ölschicht, die die Übertragung der in den Rohren 4 und 5 wirksamen Druckdifferenz auf das Quecksilber übernimmt, ohne daß das Wasser im Rohr mit den Widerständen 22 und 23 in Berührung zu kommen braucht. Ganz entsprechend enthält auch das Rohr 26 eine ölschicht, die die Widerstände 27 und 28 vor der Berührung durch -das Wasser der Rohrleitungen 41 und 42 schützt. Die Flüssigkeitsmassen der Rohre 21, 4, 5 auf der einen Seite und der Rohre 26, 41 und 42 auf der anderen Seite sind so bemessen, daß ihre Eigenschwingungsdauer mit der Dauer der aufgedrückten Schwingung übereinstimmt.
Die Anschlußköpfe 43, 45 und 44, 46 der Rohre 21 und 26, an welche die zugehörigen Widerstände 22, 27 und 23, 28 angeschlossen sind, sind über die Leiter 47, 48 und 49 bzw. 51, 52 und 53 an die beiden Pole 50 und 54 eines elektrischen Verteilungsnetzes gelegt. Die mittleren Kontaktstücke 24, 29 der beiden Rohre 21, 26 sind durch den Leiter 55 miteinander verbunden. In den Leiter 55 ist außerdem die Erregerwicklung 56 eines Hilfsgenerators eingeschaltet, dessen Anker irgendwie angetrieben wird und dauernd umläuft. Von diesem Hilfsgenerator 56, 57 erhält die Erregerwicklung eines Generators 58, 59 Strom. Der Anker dieses Generators läuft ebenfalls dauernd um und liefert den Strom für den Antriebsmotor 13 des Flügelrades 9.
Unter normalen Verhältnissen, wenn nämlich in den Rohren 4, 5 kein Niveauunterschied und kein hydrostatischer Druckunterschied herrschen, befindet sich das ganze System in der in Fig. 5 dargestellten Lage. Es befindet sich in Ruhe, denn die aus den Widerständen 22t 23, 27 und 28 sowie von der Erregerwicklung 56 gebildete Brücke ist im Gleichgewicht. Der Generator 56, 57 bleibt unerregt, so daß der Generator 58, 59 ebenfalls keinen Erregerstrom erhält. Der Antriebsmotor 13 und das Flügelrad 9 sind somit außer Betrieb.
Sobald aber unter der Wirkung des geänderten hydrostatischen Druckes in den Rohren 4, 5 eine Bewegung der Flüssigkeit eintritt, wandert gleichzeitig auch die im Rohrstück 21 enthaltene Quecksilbermenge 25. Es tritt somit eine Gleichgewichtsstörung bei der Brücke ein, und die Erregerwicklung 56 des Hilfsgenerators 56, 57 wird aus dem Netz 50, 54 in dem einen oder in dem anderen Sinne mit Strom beschickt. Der Hilfsgenerator erregt dann den Generator 58, 59 in dem einen oder anderen Sinne, und dieser beliefert den Antriebsmotor 13 in dem einen oder anderen Sinne mit Strom zur Betätigung des Flügelrades 9, dessen Drehsinn und Drehzahl somit Funktionen des Sinnes und des Umfanges sein werden, in welchem die Druckdifferenz in den Rohren 4, 5 eingetreten ist.
Gleichzeitig verstellt der Antriebsmotor 13 mittels des Getriebes 31-40 das Rohrstück 26 um seinen Krümmungsmittelpunkt. Die Folge dieser Bewegung ist eine Verstellung der Widerstände 27, 28 gegenüber der Quecksilbermenge 30, die durch die Schwerkraftwirkung in die tiefste Stellung gezwungen wird. Sobald die Verstellung des Rohrstückes 26 eine gewisse Größe erreicht hat, mit anderen Worten, sobald der Antriebsmotor 13 un$l das Flügelrad 9 eine bestimmte Anzahl Umdrehungen vollführt haben, wird das Verhältnis der Widerstände 27, 28 die Größe des Verhältnisses der Widerstände 22, 23 im Rohrstück 21, das sich infolge der unter der Wirkung des hydrostatischen Druckunterschieds in den Rohren 4, 5 erfolgten Bewegung der Quecksilbermenge eingestellt hat, erreicht haben. Im gleichen Augenblick hört die Strombelieferung der Erregerwicklung 56 des Hilfsgenerators 56, 57 auf; der Gnerator 58, 59 bleibt spannungslos, und der Antriebsmotor 13 wird stillgelegt.
Nach der Anordnung gemäß Fig. 6 erfolgt die Steuerung des Antriebsmotors 13 und iao seine Stillegung, sobald durch die Bewegung der Flüssigkeitsmassen in den Schlinger-
tanks 6, 7 die beabsichtigte Wirkung im Zusammenhang mit der Veränderung des Flüssigkeitsstandes in den Rohren 4, 5 erreicht ist, nicht mehr auf Grund der vom Antriebsmotor 13 vollführten Umlaufszahl zur Herbeiführung vorerwähnter Bewegung, sondern auf Grund der in den Tanks 6 und 7 gegenüber dem ursprünglichen, der Ruhelage entsprechenden Flüssigkeitsspiegel eingetretenen Änderung des Flüssigkeitsstandes. Dies wird mittels der beiden. Schwimmer 60 und 61 erreicht, welche in den in der Mitte der Tanks 6 und 7 eingebauten senkrechten Röhren 62 und 63 geführt werden. Die beiden Schwimmer sind durch das über die Rollen 65 geleitete Seil 64 miteinander verbunden. Das Seil 64 ist auf die Rolle 66 aufgehaspelt, die dann über das Getriebe 67-71 das Ritzel 32 steuert und somit durch die Verlagerung des Rohrstückes 26 die vorhin erläuterte Wirkung herbeiführt·.
Betriebsstörungen, welche im · Rückwärtslaufen des Flügelrades 9 ihren Ursprung haben könnten, werden durch diese Anordnung vermieden.
Beim umgekehrten Vorgang oder ganz allgemein, wenn die Änderung des hydrostatischen Drucks in den Rohren 4, 5 anders vor sich geht, erfolgt die Erregung der Feldwicklung 56 im umgekehrten Sinne, oder es erfolgt überhaupt eine Neuerregung dieser Wicklung. Der Generator 58, 59 und der Antriebsmotor 13 arbeiten dann zwar, wie vorhin erläutert, jedoch in umgekehrtem Sinne und im Einklang mit der in den Rohren eingetretenen hydrostatischen Druckdifferenz.
Infolgedessen wird das Flügelrad 9 hinsichtlich Sinnes, Umfangs und Phase der Bewegung von der Bewegung der Quecksilbermenge im Rohrstück 21 gesteuert, und zwar in Abhängigkeit von der in den Rohren 4, 5 vorhandenen Druckdifferenz. Der Einwirkung auf das Flügelrad entspricht somit eine bestimmte Bewegung der Flüssigkeitsmassen in den Schlingertanks.
Zusammenfassend ist also zu sagen, daß die Bewegung der Flüssigkeitsmassen in den Schlingertanks hinsichtlich Sinnes, Umfangs und Phase stets mit der Ursache im. Zusammenhang steht, von welcher die Auslösung der die Bewegung der Flüssigkeitsmassen bedingenden Steuervorrichtungen vorgenommen wird, nämlich mit der Krängung. Infolgedessen wird es möglich sein, durch die Bewegung von Flüssigkeitmassen auf das Schiff mit einem Ausgleichsmoment einzuwirken, das dem Krängungsmoment in jedem Augenblick entgegenwirkt.
Genau die gleiche Wirkung wird man an Hand der schematischen Anordnung gemäß Fig. 4 erreichen können, bei der die von der Änderung des Wasserstandes oder des hydrostatischen Drucks in den Rohren 4, 5 hervorgerufene Verstellung der Kolbenstange 18 über die mit der Kolbenstange starr verbundene Zahnstange 73 und das Zahnkranz-•segment 74 auf den über die Kontakte 76 der den Lauf des Antriebsmotors 13 in den beiden Drehrichtungen steuernden Steuerwalze schleifenden Arm 75 übertragen wird. Die Kontakte 76 sind am drehbar gelagerten Segment 77 befestigt, das mittels eines Getriebes, etwa mittels des Zahnkrarizsegmentes 72 und des Ritzels 32', entweder mit dem Flügelradantriebsmotor 13 "oder mit der bei der Erläuterung der Anordnung von Fig. 6 erwähnten Seilrolle 66 gekuppelt werden kann. Ähnlich wie im Fall der Fig. 5 beeinflußt der Schalter 75, 76 die Erregung des Hauptgenerator 58, 59 entweder unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung eines Hilfsgenerators. Auf diese .Weise steuert der Schalter 75, 76 den Hauptmotor 13.
Zur Vereinfachung kann man in den Fällen, in denen die in Betracht kommenden Ströme es zulassen, eine Anordnung verwenden, bei welcher der Hilfsgenerator 56, 57 fehlt. Dann fließt der Brückenstrom unmittelbar zur Erregerwicklung des Hauptgenerators 58, 59, während im übrigen die Anordnung so bleibt, wie sie vorhin beschrieben wurde.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 erkennt man im Querschnitt des Schiffes 1 die Öffnungen 2 und 3, die in gleicher Höhe an den Schiffslängsseiten angebracht sind. ' Sie stehen mit den Zylindern 78 und 79 in Verbindung. In diesen Zylindern bewegen sich die Kolben 80 und 81, auf welche die an den Druckabnahmestellen 2 und 3 herrschenden Drücke einwirken. Die Kolben 80 und 81 sind mit kleineren Kolben 82 und 83 starr verbunden, die die im Zylinder 84, Rohr 4 und Zylinder 14 an der einen Bordseite und die im Zylinder 85, Rohr 5 und Zylinder 15 an der anderen Bordseite enthaltene Flüssigkeitssäulen bewegen. Die Kolben 16 und 17 der Zylinder 14 und 15 betätigen die Kolbenstange 18 entgegen der Wirkung der Rückstellfedern 19, die auf die mit dem Schiffsrumpf starr verbundene Führung 86 drücken, während die Kolbenstange 18 in der nachstehend geschilderten Weise über die Zahn stange 73 und das Zahnkranzsegment 87 die Steuerwalze des Motors bedient, der, wie schon, geschildert, das Flügelrad antreibt und die in den Schlingertanks enthaltene Flüssigkeit von einer Bordseite zur anderen fördert. Gemäß der Erfindung erfolgt die Bedienung des nicht dargestellten Anlassers nicht unmittelbar durch das Zahnradsegment 87, sondern über ein Korrekturorgan, das in die Steuerung einen von der Neigung des.:
Schiffes gegenüber der Senkrechten abhängigen Korrektionsfaktor einführt, wodurch die Ausgleichsbewegung rein mit dem Wellengang in Zusammenhang gebracht wird. Zu diesem Zweck treibt das Zahnkranzsegment 87 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Rad 88 eines Differentialgetriebes an, dessen Achse 89 mit den beiden Kegelrädern 90 von einem Gerät zur Feststellung der Senkrechten gesteuert wird. Dieses Gerät kann ein Pendel oder, wie dargestellt, ein Kreiselgerät, bestehend aus dem senkrecht gelagerten Läufer 91 und der mit der Welle 93 des Kegelradträgers 89 starr verbundenen Aufhängung 92, 92', sein.
Das angetriebene Rad 94 des Differentials
ist mit der Welle 95 starr gekuppelt. Fest aufgekeilt auf derselben Welle ist die Welle 96 mit den Kegelrädern. 103 eines zweiten
so Differentials, dessen angetriebenes Rad 97 über das Kegelräderpaar 98, 99 und die Welle 100 den Motorschalter 76 (Fig. 4) steuert.
Das zweite Rad 101 dagegen wird von der zwangsläufigen Steuerung betätigt, welche
in gleichem Maße, wie das Ausgleichsmoment sich dem erwünschten Wert nähert, den Motorschalter in die Ruhelage zurückführt.
Zu diesem Zweck wird das Rad 101 von der Seilrolle 102 angetrieben. Letztere wird durch die Schwimmer betätigt, die in den Schlingertanks senkrecht auf und ab geführt werden.
Wenn durch die Wirkung des Wellenganges der Druck an den Anzapfstellen 2 und 3 verschieden ist, bewegen sich die Kolben 16 und 17 in den zugehörigen Zylindern 14 und 15. Es werden weiter die Kolbenstange 18 und das Zahnkranzsegment 73 in der Querrichtung verstellt und das Rad 88 geschwenkt. Über die Kegelräder 90 und unter Berücksichtigung der vom Gerät 91 zur genauen Feststellung der senkrechten Lage im Räume am Kegelradträger 89 durch die Schwenkung desselben vorgenommenen Korrektion treibt Rad 94 die Räder 97.. 98 und 99 sowie die Welle 100 mittels des Differentialgetriebes ιοί, 97 und 103 an. Letzteres führt in die Bewegung des Motorschalters die Wirkung der zwangsläufigen Steuerung, die wiederum mit der erzielten ausgleichenden Wirkung im Zusammenhang steht.
Die hier geschilderte Anordnung kann durch irgendeine beliebige mechanische oder elektrische Anordnung ersetzt werden, die die Übertragung der Resultierenden der an den Druckentnahmestellen 2 und 3 wirkenden Drücke auf das Zahnkranzsegment 87 ermöglichen würde, ohne von den Bewegungen beeinträchtigt zu werden, die der Wellengang *>o den im Innern des Schiffes vorhandenen und mit der See in Verbindung stehenden Flüssigkeitmassen erteilen könnte, wie dies eben bei der vorerwähnten mechanischen Übertragung zwischen den Zylindern 78, 79 und 15 der Fall ist.
In der gleichen Weise kann auch das hier geschilderte Differentialgetriebe durch irgendwelche vollwertigen elektrischen, hydraulischen oder mechanischen Getriebe ersetzt werden.
Wenn das Schiff mit einer einzigen Anlage der Art, wie sie im vorstehenden beschrieben ist, ausgerüstet wäre, könnte leicht der Fall eintreten, daß der von ihr herbeigeführte Ausgleich den Verhältnissen, in welchen das Schiff sich tatsächlich befindet, durchaus nicht entspricht. Dies wäre z. B. der Fall, wenn die Schiffslängsachse gegenüber der Welle eine geneigte Stellung einnimmt, wobei die an den Druckentnahmestellen 2 und 3 wirksamen Drücke ganz andere Werte aufweisen würden als die, welche an anderen Stellen an den Bordseiten auftreten könnten.
Diesem Übel kann man durch die Anwendung der in Fig. 9 schematisch dargestellten Anordnung abhelfen, nach welcher im Schiff mehrere Antriebsmotorflügelrädsätze 9, 13 und 9', 13' eingebaut sind, die entsprechende Schlingertankanlagen 6, 7, 8 und 6', 7', 8' betätigen.
Die Zylinder 14 und 15 bzw. 14' und 15', deren Kolben die Motorschalter 76, 76' .. bedienen, stehen unter dem mittleren Druck, der auf dieselbe Bordseite einwirkt. Denn sie stehen durch die Rohrleitungen 104, 105 und 104', 105' mit entsprechenden öffnungen 2°, 2, 2', 2" und 3°, 3,3', 3" in Verbindung,-an welche ähnliche Anlagen, wie in Fig. 7 dargestellt, angeschlossen sind, qämlich 2, 78, 80, 82, 84, 4 und 3, 79, 81, 83, 85, 5.
Auf diese Weise erreicht man, daß das gesamte Ausgleichsmoment stets dem Mittelwert der Kräfte entspricht, mit welchen die Welle auf das Schiff einwirkt, so daß eine zu starke ausgleichende Wirkung oder sogar eine Umkehrung der ausgleichenden Wirkung von vornherein vermieden wird.
Selbstredend kann die Übertragung von den Druckentnahmestellen 20... 2", 30... 3" bis zu den Steuerorganen der Motorschalter me- no chanisch oder elektrisch vorgenommen werden, vorausgesetzt, daß diese Übertragungsmittel in der Lage sind, die an den verschiedenen Stellen herrschenden Drücke zusammenzusetzen und weiterzuleiten, ohne daß hierzu die Beschleunigung von erheblichen Massen erforderlich ist.
Die Anordnung, welche den Gegenstand der Erfindung bildet, kann schließlich zum Ausgleich nicht nur der vom Wellengang herrührenden Wirkungen, sondern auch derjenigen, die von der Fliehkraft und vom Ein-
fluß des Steuerruders beim Schiffswenden verursacht werden. Zu diesem Zweck läßt man durch die Bewegungen des Steuerruders, solange dieses gelegt bleibt, eine Änderung der relativen Lage der das Ausgleichsmoment erzeugenden Organe gegenüber dem Gerät, das die senkrechte Lage im Räume anzeigt, vornehmen, um so die durch diese Organe erzeugte schwenkende Wirkung so lange fortzu-
to setzen, wie es zum Ausgleich der bei der Schiffswendung eintretenden Krängung erforderlich ist.
Zu diesem Zweck kann man die in Fig. io schematisch dargestellte. Anordnung anwenden, bei welcher die vom Pendel oder vom Kreisel 91 gesteuerten, den Kegelradträger 89 antreibende Welle aus zwei Hälften 93, 93' besteht, die durch eine Kupplung miteinander verbunden sind, deren Lage verändert werden kann. Diese Kupplung kann z. B. aus einer Muffe 106 bestehen, welche über die beiden Wellenhälften 93, 93' in der Längsrichtung verschoben werden kann. Die Muffe ist auf der einen Wellenhälfte mittels eines zur Drehachse parallelen Keiles 107, auf der anderen Wellenhälfte mittels eines schraubenförmigen Keiles 108 aufgekeilt. Die Muffe 106 wird mittels eines Flansches 109· verstellt, dessen Lage längs der Wellenhälften 93, 93' von der Ruderlage abhängt. Die Anordnung muß so getroffen werden, daß, wenn das Ruderblatt in der Mittellage steht, die Muffe 106 die beiden Wellenhälften 93,- 93' in der entsprechenden Winkellage hält, bei welcher man den normalen Betrieb hat, wie oben erläutert. Wenn aber das'Ruderblatt nach Steuer- oder Backbord gelegt ist, muß die gegenseitige Lage des Rades 88 (dessen Winkelstellung von den Druckverhältnissen an den Druckabnahmestellen 2 und 3 abhängt) und des Organs 102, dessen Winkelstellung von der Höhe des Flüssigkeitsspiegels in den, Schlingertanks abhängt, entsprechend geändert werden, um einen ständigen Niveauunterschied in den Schlingertanks aufrechtzuerhalten.
Dank dieser Anordnung erfährt das angetriebene Rad 94 des Differentials, so oft das Ruder aus der Mittellage gebracht wird, um das Schiff zu wenden, unter der Wirkung der Kegelräder des Differentialgetriebes 90 eine Winkelverstellung, deren Größe der Verstellung der Wellenhälften der Kupplung 106, 107 und 108 verhältnisgleich ist. Der Motorschalter wird infolgedessen das Flügelrad im Betrieb halten, das die Förderung aus dem einen Schlingertank in den anderen besorgen und dadurch den Niveauunterschied so lange aufrechterhalten wird, wie das Ruder aus der Mittellage herausbleibt.
Bei der hier geschilderten Anordnung bleibt dieser Höhenunterschied im Flüssigkeitsspiegel nur dann aufrechterhalten, wenn die Drehzahl des die Flüssigkeit fördernden Flügelrades auf einer bestimmten. Höhe bleibt. Infolgedessen wird hier eine Gleichgewichtslage geschaffen, bei der die Steuerwalze des Motorschalters aus der dem Stillstand des Antriebsmotors entsprechenden Ruhelage um ein bestimmtes Maß herausgerückt bleibt. Nur dann wird der Antriebsmotor mit unveränderter Drehzahl fahren -können. Es folgt daraus, daß auf das Schiff ein Krängüngsmoment so lange einwirken wird, wie die Verstellung der beiden Wellenhälften 93 und 93' bestehen, also solange das Ruder aus der Mittellage herausgerückt bleibt.
In Fällen, in welchen die Flüssigkeitsförderung zwischen den Schlingertanks durch Druckpumpen vorgenommen wird, muß die-Anordnung den Pumpenantriebsmotor durch den Motorschalter sofort stillsetzen, sobald der Flüssigkeitsstand in den Schlingertanks verschieden ist. Ganz allgemein muß das von der Ruder lage abhängige Organ auf den Motorschalter so einwirken können, daß die Flüssigkeitsförderung oder in weiterem Sinne die Ausgleichsmassen ganz unabhängig von dem an den Druckabnahmestellen herrschenden Druck (2 und 3) ein AusgleicKsmoment erzeugen, das die von der Ruderlage und von der Fliehkraft hervorgerufene Krängung während der Betätigung des Steuerruders zum Wenden des Schiffes aufzuheben vermag.
Bei dem in Fig. 11 und 12 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das senkrecht im Räume gehaltene Organ aus einem Pendel mit großem Schwungmoment, so daß es eine sehr lange Schwingungsdauer besitzt. Das Pendel ist hier durch zwei Massen 110 angedeutet, die vonceinem mit der Nabe in' versehenen Schwingarm 111 getragen sind. Der Schwingarm ist drehbar auf der waagerechten Achse 112 gelagert, die in der durch die Schiffslängsachse gehenden senkrechten Ebene und nicht weit vom Verdrängungsschwerpunkt liegt. Die durch die Nabe iir' gehende Achse geht am Systemschwerpunkt des Pendels 110, in, 110 vorbei. Das Organ, welches auf die Querbeschleunigung ansprechen no soll, besteht aus einem Pendel 113 von kurzer Schwingungsdauer. Mit seiner Nabe 114 ist dieses Pendel auf der Verlängerung 112' der Achse 112 drehbar gelagert.
Die Nabe 114 trägt ein Zahnkranzsegment 116, das mit dem auf der Welle 118 fest aufgekeilten Ritzel 117 im Eingriff steht. Die Welle 118 ist in dem im Schwingarm in des ersten Pendels no, 111 vorgesehenen Lager 119 drehbar gelagert. Die Achse dieses Lagers liegt parallel zur Achse 112, Am entgegengesetzten Ende der Welle 118 ist ein Zahn-
kranzsegment 120 fest aufgekeilt, welches mit dem auf der Verlängerung 112' der Welle 112 drehbar gelagerten Ritzel 122 im Eingriff steht. Das Ritzel 122 ist mit einem Zahnrad 123 fest verbunden. Das Zahnrad 123 treibt über das Getriebe 124, 125, 126, dessen Welle 125 im Lager 115 des festen Rahmens drehbar gelagert ist, ein Rad 127 an. Dieses Rad ist auf der Welle 93, die, wie im vorstehenden ίο erläutert, den Kegelradträger eines Differentialgetriebes 88, 90, 94 betätigt, fest aufgekeilt. Durch das Differentialrad 94 wird über das Getriebe 95,· 96, 97, 98, 99 und 100 der Motorschalter 76 (Fig. 10) gesteuert, der den »5 ganzen Satz zur Herbeiführung des Ausgleichsmomentes betätigt. Wie schon oben geschildert, wird das Rad 101 des Differentials 97, 96, 103, 101 von der Vorrichtung angetrieben, die den Motorschalter allmählich so auf Null zurückführt im gleichen Maße, wie das Ausgleichsmoment sich dem erwünschten Wert nähert.
Das Pendel 113 ist mit einem Dämpfer ausgerüstet, der verhindern soll, daß das Pendel as Eigenschwingungen ausführt, die dessen Wirkungsweise beeinträchtigen würden. Zu diesem Zweck ist das Zahnkranzsegment 120 (Fig. 12), das über das Getriebe 117, 116 mit dem Pendel 113 zusammenhängt, mittels des Bolzens 121 mit der Stange 130 gekuppelt, die die beiden Kolben 129 trägt. Letztere bewegen sich in den Luftzylindern 128, die mittels der Anschlußstücke 131 mit der Stange in der Pendelgewichte 11 o, 110 verbunden sind.
Das Rad 88 des Differentials 88, 89, 90, 94 wird durch die Räder 138, 137 und gegebenenfalls durch das nachstehend beschriebene Additionsgerät vom Druckunterschied betätigt, der sich an mehreren Stellen entgegengesetzter Bordseiten genügend tief unter der Wasserlinie einstellt.
Wenn das Schiff keine Querbeschleunigung erfährt, erfährt auch das Pendel 113 keine Bewegung. Es wird also seine senkrechte Lage beibehalten, genau so wie das Pendel 110, Die beiden Pendel bilden gewissermaßen ein starres System, zu dem auch das Rad 123 gehört. Infolgedessen wird unter diesen Verhältnissen das Rad 123 auf das Getriebe 88, 90, 94, das das Ausgleichsmoment herbeiführt, nur die Korrektur ausüben, die durch die Eigenkrängung des Schiffes bedingt wird. Wenn dagegen das Schiff' in die Wirbelbewegung des Wellenganges hineingerissen wird oder wenn der Verdrängungsschwerpunkt des Schiffes aus irgendeinem Grunde eine krummlinige oder zickzackförmige Bahn beschreibt, wird die auf das Schiff unter diesen Verhältnissen einwirkende waagerechte Komponente der Beschleunigung sich auch auf das Pendel 113 bemerkbar machen und dieses aus seiner senkrechten Lage um einen Winkel herausbringen, der der Größe der Beschleunigung verhältnisgleich sein wird. Die Eigenkrängung des Schiffes bleibt jedoch auf dieses Pendel ohne Wirkung, während das Pendel 110 infolge der langen Eigenschwingungsdauer auf die Querbeschleunigung kaum anspricht. Unter solchen Ver- 7» hältnissen verläßt das Rad 123 seine Ruhelage und dreht sich um einen Winkel, der dem Ausschlag des Pendels 113 und somit der , waagerechten Komponente der Querbeschleunigung verhältnisgleich ist, während die Eigenkrängung des Schiffes auf diesen Ausschlag ohne Einfluß bleibt. Über das Getriebe 124, 125, 126, 127, 93 nimmt das Rad 123 am Differential 89, 90, 94 sowohl die durch "die waagerechte Komponente der Querbeschleunigung wie die durch die Eigenkrängung des Schiffes bedingte Korrektion gleichzeitig vor. Dank dieser Doppelkorrektion bleibt das von der vorerwähnten Anlage dem Schiff aufgedrückte Ausgleichsmoment seiner Größe und 8S seiner Richtung nach dem aus den beiden auf das Schiff einwirkenden Kräftepaaren sich ergebenden resultierenden Moment in jedem Augenblick verhältnisgleich.
Die beiden Pendel 110 und 113 und das von ihnen gebildete System können durch beliebige andere Vorrichtungen ersetzt werden, die dieselbe Wirkung, nämlich die Einführung der Doppelkorrektur zur Berücksichtigung der Eigenkrängung des Schiffes und der waagerechten Komponente der Querbeschleunigung in das Stabilisierungsmoment, hervorrufen können.
An Stelle der unmittelbaren Beeinflussung des Rades 137 durch den Druck, der an mehreren in gleichen Abständen an entgegengesetzten Bordseiten vorgesehenen Druckabnahmestellen wirksam ist, z. B. mit Hilfe des Zahnkranzsegmentes 87, der Zahnstange 73, der Stange 18 und des in Fig. 7 dargestellten Getriebes oder mit Hilfe jedes anderen vollwertigen Getriebes, kann diese Beeinflussung durch ein Gerät erfolgen, das eine vom an mehreren Stellen gemessenen Druckunterschied abhängige Bewegung weiterzu- no leiten vermag.
Ein solches Additionsgerät wird durch ein System von Differential- und Kegelradgetrieben gebildet, deren Zahl der Zahl der Außenborddruckabnahmestellen entspricht. Jenes System wird z. B. von den Antriebsrädern 132, !33"1S2'- I33'-I32". 133" und von den angetriebenen Rädern 139, 139', 139" gebildet, deren Wellen 134, 134', 134" auf der Achse 135 drehbar gelagert sind. Die Achse 135 trägt iao die Räderpaare 132 ... 133. Die Kegelradträger 134 können sich somit auf der Achse
135 ίΓβϊ drehen und sind ζ. Β. mittels der Zahnkranzsegmente 87, 87', 87" und der zugehörigen Zahnstangen 73,73', 73" mit ebenso vielen Systemen der in Fig. 7 mit 2, 78, 80, 82, 84, 4 und mit 3, 79, 81, 83, 85, 5 bzw. 14, 15, 16, 17, i8, 19, 86 dargestellten Art gekuppelt. Wie schon oben beschrieben, werden diese Systeme von der Resultierenden der Außenbordbrücke gesteuert. Das Rad 132 des ersten Differentials des Systems ist auf der Achse 135 verriegelt, während das zweite Rad 133 mit dem Rad 132' des zweiten Differentials starr verbunden ist. Dies wiederholt sich dann weiter. Das letzte getriebene Rad 133" des Systems von Differentialen ist mit dem Rad 137, das das Rad 138 und infolgedessen das erste Rad 89 des Differentials 88, 90, 94 antreibt, starr gekuppelt.
Die Kupplungen der Kegelradträger 134... mit den zugehörigen Systemen, welche von dem resultierenden Druck aus den Druckabnahmestellen gesteuert werden, sind so ausgeführt, daß die Wirkung der vorerwähnten «5 Systeme auf die Kegelradträger abwechselnd in dem einen und in dem anderen Sinne ausgeübt wird, um der Umkehr der Bewegung Rechnung zu tragen, welche in jedem der das Addiergerät bildenden Differentialgetriebe eintritt.
Bei der hier geschilderten Anordnung dreht sich die Welle 100, von welcher aus der Motorschalter für die Steuerung des Apparates zur Herbeiführung des Stabilisierungsmomentes betätigt wird, um ein Maß, das der Größe der Resultierenden aus den Druckabnahmestellen verhältnisgleich ist. Dabei werden gleichzeitig die Korrekturen eingeführt, welche durch die Eigenkrängung des Schiffes und die Wirkung der auf das Schiff wirkenden Querbeschleunigungen bedingt werden. Diese Korrekturen werden durch die beiden Pendel 110 und 113 vorgenommen, während das Getriebe 102, 101, 103, 97, 98, 100 die Steuerung der das Stabilisierungsmoment hervorrufenden Anordnung stillegt, sobald das Stabilisierungsmoment den für den Augenblick erforderlichen Wert erreicht hat. Bei der in Fig. 13 als Beispiel wiedergegebenen schematischen, Anordnung sind die Schlingertanks 6, 7, 8 und' der zugehörige Ntotorflügelradsatz 9-13 dargestellt. An die Druckabnahmestellen 20, 3°-2, 3-2', 3'-2", 3".--.. sind Anlagen der in Fig. 7 mit 2, 78, 8o, 82, 84, bzw. 3, 79, 81, 85 angedeuteten Art angeschlossen, deren Rohrleitungen 40, 5°-4, 5-4', s'-4"» 5" - · ■ bis zu dem einzigen Umsetzungsorgan heraufgeführt sind, wo sie mit Hilfe von ebenso vielen Systemen der in So Fig. 7 mit 14, 15, 16, 17, 18, 19, 73, 87, 86 dargestellten Art die Kegelradträger 134 der zugehörigen, das Additiohsgerat bildenden Differentialgetriebe betätigen. Das Additionsgerät überträgt dann in der bereits geschilderten Weise die Summe der von den verschiedenen Druckabnahmestellen herrührenden Verstellungen auf den Kegelradträger 96 und auf die Kegelräder 103. Durch das Zahnradgetriebe 98, 99 wird dann die Welle 100 des Motorschalters gesteuert, während die Zurückführung auf Null von der auf die Leitrolle 102 in der schon geschilderten Weise einwirkenden zwangsläufigen Steuerung bewerkstelligt wird.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann nicht nur zur Steuerung von Ausgleichsflüssigkeitsmassen, sondern auch zur Steuerung von Kreiselstabilisatoren oder von Gewichtsstabilisatoren Verwendung finden.
Die hier geschilderte Anordnung kann außerdem durch Zusatzeinrichtungen ergänzt werden, die z. B. je nach den Seeverhältnissen den Übergang vom normalen, nicht gesteuerten Betrieb der Schlingertanks zu dem hier beschriebenen gesteuerten Betrieb und umgekehrt selbsttätig bewerkstelligen.

Claims (20)

  1. Patentansprüche:
    i. Schiffsstabilisierungsanlage, bei der ein dem Wellenkrängungsmoment in jedem Zeitpunkt gleiches und entgegengesetztes Moment (Ausgleichsmoment) erzeugt wird, dessen Größe unabhängig von den Neigungsänderungen des Schiffes über an den Bordseiten angeordnete Druckmeßvorrichtungen durch die Druckhöhenunterschiede des Außenwassers an den Schiffseiten gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung der aus der wechselnden Höhenlage der . Druckmeßvorrichtungen gegenüber dem Horizont sich ergebenden, in die Stabilisierungsanlage mit eirigesteuerten Meßwerte die von der Schiffseigenkrängung herrührenden Neigungswinkel des Schiffes gegenüber der Vertikalen gemessen und die ihnen entsprechenden Druckhöhen für horizontal gedachte Wasseroberfläche mit den aus den Höhenunterschieden abgeleiteten Steuerwerten je nach dem Neigungssinn des Schiffes additiv oder subtraktiv vereinigt werden.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckhöhenmeßwert die Differenz zwischen dem Mittelwert der Drücke, die an verschiedenen zweckmäßig verteilten Stellen der einen Bordseite und dem Mittelwert der Drücke, die an verschiedenen Stellen der anderen Bdrdseite gemessen werden, dient.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, , dadurch gekennzeichnet, daß die Steue-
    rung der Vorrichtung zur Betätigung der das Ausgleichsmoment erzeugenden Mittel unter Zuhilfenahme eines der Elemente eines Differentialgetriebes bewerkstelligt wird; ein Element wird von der Differenz der an entgegengesetzten Bordseiten herrschenden Drücke beeinflußt, während das dritte Element unter dem Einfluß der Schiffseigenkrängung gegenüber der Senkrechten steht.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Rad des Differentialgetriebes die Vorrichtung zur Betätigung der das Ausgleichsmoment
    '5 erzeugenden Mittel unter Zuhilfenahme eines zweiten Differentialgetriebes steuert, wobei eines der Organe dieses zweiten Differentialgetriebes von der zwangsläufigen Steuerung beeinflußt wird, die den
    a° Zusammenhang zwischen den das Ausgleichsmoment erzeugenden Mitteln und der Vorrichtung zur Steuerung dieser Mittel herstellt.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Vorrichtung zur Betätigung der Mittel, die das Ausgleichsmoment auslösen, unter dem Einfluß eines von der Ruderlage abhängigen Korrektionsgerätes steht.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektionsgerät den gegenseitigen Zusammenhang zwischen der Wirkungsweise der Vorrichtung zur Betätigung der das Ausgleichsmoment erzeugenden Mittel und der des Gerätes zur Feststellung des Neigungswinkels des Schiffes beeinflußt.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerung der Vorrichtung zur Betätigung der das Ausgleichsmoment erzeugenden Mittel eine Kupplung mit veränderlicher Aufkeilung eingeschaltet ist, die durch die Bewegung des Steuerruders betätigt wird und so die Wirkung der resultierenden Krängung beim Schiffswenden aufhebt.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung mit veränderlicher Aufkeilung auf das Differentialsystem einwirkt.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsmoment zusätzlich in Abhängigkeit von einem Querbeschleunigungsmesser steuerbar ist.
  10. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Querbeschleunigungsmesser ein Pendel von kurzer Schwingungsdauer dient, dessen Schwingungsachse waagerecht liegt und in einer zur Längsachse des Schiffe» parallelen, senkrechten Ebene enthalten ist und in der Nähe des Verdrängungsschwerpunktes liegt.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbeschleunigungsmesser mit einem zweiten Organ gekuppelt ist, welches eine feste senkrechte Lage im Räume einnehmen 7< > kann.
  12. 12. Anordnung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbeschleunigungsmesser mit einer Dämpfung ausgerüstet ist.
  13. 13. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Eigenkrängung des Schiffes herrührende Korrektion von einem System vorgenommen wird, das aus einem Organ mit fester senkrechter Lage im Räume und aus einem Pendel mit kurzer Schwingungsdauer oder einem ähnlichen Organ (Querbeschleunigungsmesser) besteht, welch letzteres Pendel oder Organ auf die von der quer zum Schiff einwirkenden Beschleunigung herrührenden Trägheitserscheinungen ansprechen kann.
  14. 14. Anordnung nach Anspruch 5 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ mit der festen senkrechten Lage im Räume von einem Pendel mit schwerer Schwungmasse und langer Schwingungsdauer gebildet ist, das um eine zur Schiffsachse parallele, waagerechte Dreh1-achse schwingen kann.
  15. 15. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ mit der festen senkrechteo Lage und der Querbeschleunigungsmesser «00 durch ein Differentialgetriebe miteinander gekuppelt sind, so daß sie die Resultierende aus ihren Wirkungen auf das Gerät für die Erzeugung des Stabilisiermomentes übertragen.
  16. 16. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck zur Übertragung der Wirkung des Querbeschleunigungsmessers auf das Gerät zur Erzeugung des Stabili- 1» siermomentes auf einen Punkt des Organs für die Anzeige der senkrechten Lage im; Räume ausgeübt wird.
  17. 17. Anordnung nach Anspruch 13 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Dämpfung vom Gerät zur Anzeige der senkrechten Lage im Räume getragen wird, während der andere Teil auf · das System einwirkt, das die Resultierende aus den Wirkungen dieses Or- >»«> gans und des Querbeschleunigungsmessers weiterleitet.
  18. 18. Anordnung nach Anspruchs und einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß den verschiedenen Paaren Druckabnahmestellen, welche längs der Bordseiten vorgesehen sind, eine Gruppe Differentialgetriebe entspricht, deren mittlere Elemente paarweise zu einem System vereinigt sind, dessen erstes Element ruht, während das angetriebene letzte Element die Anordnung zur Erzeugung des Stabilisiermomentes betätigt, wobei die Kegelradträger der Differentialgetriebe vom resultierenden Druck an einem der Paare von Druckabnahmestellen gesteuert werden.
  19. 19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelradträger von den entsprechenden resultierenden Drücken abwechselnd in dem einen und in dem anderen Sinne gesteuert werden.
  20. 20. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Elemente eines Differentialgetriebes, das mit einem anderen Element die Anordnung zur Herbeiführung des Stabilisier- ag momentes steuert, von der Resultierenden aus der Wirkung des Organs für die Anzeige der festen Lage im Raum (Neigungsmesser) und der Wirkung des Ouerbeschleunigungsmessers betätigt wird, während das dritte Element vom angetriebenen Rad der Gruppe von Differentialgetrieben nach Anspruch 18 gesteuert wird.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE869742C (de) * 1943-02-02 1953-03-05 Escher Wyss Maschinenfabrik G Anlage zur Daempfung von Schiffsschwingungen
DE1271942B (de) * 1964-03-28 1968-07-04 Siemens Ag Anordnung zum Daempfen von Pendelbewegungen einer an einem Seil eines Kranes oder eines anderen Hebezeuges haengenden Last

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DE1271942B (de) * 1964-03-28 1968-07-04 Siemens Ag Anordnung zum Daempfen von Pendelbewegungen einer an einem Seil eines Kranes oder eines anderen Hebezeuges haengenden Last

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