DE866158C

DE866158C - Automatic control device for steering gear

Info

Publication number: DE866158C
Application number: DEL6445A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Gregor
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1950-12-01
Filing date: 1950-12-01
Publication date: 1953-02-09

Description

Selbststeuereinrichtung für Ruderanlagen Es sind Selbststeuereinrichtungen für Ruderanlagen bekannt, bei denen das Ruder in Abhängigkeit von; der Größe- der Kursabweichung oder in Abhängigkeit von der Zeit auf verschieden: große Winkel angestellt wird. Diese Anpassung der Ruderwinkel an die Größe der Kursabweichung wird dabei durch elektromechanische Einrichtungen erreicht, die derart arbeiten, daß durch mehr oder weniger große Kontaktwege und eine in. ihrem Ansprechzeitpunkt verstellbare Nachdrehv orrichtung die Verstellungen des Ruders zu verschiedenen Zeitpunkten eingeleitet oder abgestoppt werden. An Stelle dieser mechanischen Einrichtungen werden auch elektrische Einrichtungen verwendet, die mit veränderlichen. Kondensatoren un,d/oder Widerständen arbeiten, ,durch. die ähnliche Betriebseeigenschaften hervofgerufen werden.Self-steering devices for steering gear These are self-steering devices known for steering systems where the rudder depends on; the size- the Course deviation or, depending on the time, different: large angles employed will. This adaptation of the rudder angle to the size of the course deviation is thereby achieved by electromechanical devices that work in such a way that by more or less large contact paths and one adjustable in their response time Nachdrehv orrichtung initiated the adjustments of the rudder at different times or be stopped. In place of these mechanical devices are also electrical facilities used with changeable. Capacitors un, d / or Resistors work,, through. which produced similar operating characteristics will.

Bei allen. diesen Selbststeuereinrichtungen ist:, abgesehen von der übrigen Apparatur, ein Rückmeldegerät vorhanden, welches die Stellung des Ruders zur Selbststeuereinrichtung überträgt, wobei dieser Wert; zur Steuerung mit herangezogen. wird. Im übrigen wird. bei den bekannten Anlagen bei größeren Kursabweichungen das. Ruder immer auf einen größeren. Winkel gestellt, als dies bei kleineren Kursabweichungen, der Fall ist. Diese Arbeitsweise ist durch den Aufbau der bekannten Selbststeuereinrichtungen bedingt. Erforderlich ist sie nicht, es ist vielmehr erwünscht, auch größere Kursabweichungen mit kleineren Ruderwinkeln auszugleichen. Durch größere Ruderwinkel werden nämlich der Schiffswiderstand und; der Propulsion:swirkungsgrad in unerwünschter Weise verschlechtert. Es ist deshalb richtiger, mit kleinen Ruderwinkeln. über eine etwas längere Zeit das Schiff zu steuern als umgekehrt.At all. these self-regulating devices is:, apart from the remaining equipment, a feedback device available, which the position of the rudder transmits to the self-control device, this value; used for control. will. Otherwise will. in the case of the known systems in the event of major course deviations. Always oars on a bigger one. Angle than is the case with smaller course deviations, the case is. This mode of operation is due to the structure of the known self-control devices conditional. It is not necessary, rather it is desirable, including larger course deviations compensate with smaller rudder angles. Because of larger rudder angles the ship's drag and; the propulsion: efficiency deteriorated in an undesirable manner. It is therefore more correct to use small oar angles. over a longer period of time steering the ship than vice versa.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Selbststeuerung von Ruderanlagen, bei der die Verstellung .dies Ruders auf einen von der Größe und der Zeit -der Kursabweichung unabhängigen einstellbaren Ruderwinkel begrenzt wird. Vorteilhaft erfolgt die Begrenzung der Ruderverstellung bei kleinen Kursabweichungen auf kleine Ruderwinkel und bei größeren Kursabweichungen selbsttätig auf größere Ruderwinkel.The subject of the invention is a device for the self-control of rudder systems, in which the adjustment .dies rudder is limited to an adjustable rudder angle independent of the size and time - the course deviation. The rudder adjustment is advantageously limited to small rudder angles for small course deviations and automatically to larger rudder angles for larger course deviations.

Diese Selbststeuerung kann mit der zusätzlichen Handsteuerung in der Weise kombiniert werden, daß das Rückmeldegerät der Handsteuerung gleichzeitig zur Rückmeldung der Selbststeuerung dient.This self-control can be done with the additional manual control in the Combined way that the feedback device of the hand control at the same time Self-control feedback is used.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine dem letzterwähnten Vorschlag entsprechende Einrichtung,.The drawing shows an embodiment of the invention institution corresponding to the last-mentioned proposal.

Es bezeichnet ro, die handbediente Fernsteuerung, ii die abhängig von Kursabweichungen arbeitende Selbststeuerung und 12, die erfindungsgemäße Zusatzeinrichtung zu dieser Selbststeuerung.It denotes ro, the manually operated remote control, ii the dependent self-control working from course deviations and 12, the additional device according to the invention to this self-control.

Die Fernsteuerung io besteht in üblicher Weise aus einem elektrischen Geber- und Empfängersystem, in dem der Rudereinsteller i3 als Geber und der Ruderwächter 14 als Empfänger wirken. Durch Zu- oder Abschalten von Widerständen, i5@ in einem Zweig der als Differentialwicklung ausgestatteten Feldwicklung 16 eines den-Stellmotor des Ruders speisenden Leonardgenerators, wird eine Unsymmetrie im Feld erzeugt. Durch die eintretende Spannungserregung des Generators wird über dien Rudermotor das Ruder verstellt. Gleichzeitig wird ein dem Widerstand im Rudereinsteller 13, entsprechender Widerstand 17 im Ruderwächter 14 an der Rädermaschine verstellt und somit der zweite Zweig des Differentialfeldes beeinfiußt. Bei Widerstandisgleichheit und damit Feldgleichheit der beiden Differentialspulen 16 ist der Generator nicht mehr erregt, und,die Ruderanlage kommt zum. Stillstand. Jeder Stellung des Rudereinstellers i3 entspricht also eine bestimmte Stellung des Ruderwächters. 14 und damit des Rudrers.The remote control io consists in the usual way of an electrical transmitter and receiver system in which the rudder adjuster i3 act as a transmitter and the rudder monitor 14 as a receiver. By connecting or disconnecting resistors, i5 @ in a branch of the field winding 16, which is equipped as a differential winding, of a Leonard generator feeding the servomotor of the rudder, an asymmetry is generated in the field. As a result of the voltage excitation of the generator, the rudder is adjusted via the rudder motor. At the same time, a resistance 17 corresponding to the resistance in the rudder adjuster 13 in the rudder monitor 14 on the wheel machine is adjusted, thus influencing the second branch of the differential field. If the resistance is equal and the field of the two differential coils 1 6 is equal, the generator is no longer excited and the steering gear comes on. Standstill. Each position of the rudder adjuster i3 therefore corresponds to a certain position of the rudder monitor. 14 and thus the oar.

Diese Fernsteuerung io in gleicher oder ähnlicher Ausführung wird gemäß der Erfindung derart mit der Selbststeuerung ii kombiniert, daß der Rudereinsteller 13 abgeschaltet wird, während der Ruderwächter 14 seine Funktion unverändert beibehält, und zwar in Zusammenschaltung mit. einem Ersatzwiderstand; i8 der Selbststeuerung i i.This remote control io in the same or a similar design is combined according to the invention with the self-control ii that the rudder adjuster 13 is switched off, while the rudder guard 14 retains its function unchanged, in conjunction with. an equivalent resistor; i8 of self-control i i.

Durch Stiromimpulse, die bei Kursabweichungen des Schiffes vom Richtungsweiser beliebiger Art (Mägnetkompaß, Kreiselkompaß, Kathodenstrahlkompaß oder Töchter derselben) abgenommen werden4 wird über Röhrenverstärker ig; 2,o oder Relais, 211, 22 durch direkte Einschaltung ein dem Vorschaltwiderstand 1,5, des Rudereinstellers 13 entsprechender Widierstand ig vor die eine oder andere Differentialspule 16 geschaltet. Die Schaltung erfolgt mittels der Relaiskontakte 23' undt 2@4. Der Schalter 215. dient zur Umschaltung von der Handsteuerung io auf die Selbststeuerung ii.By storm impulses, which occur when the ship deviates from the direction of travel of any kind (magnetic compass, gyro compass, cathode ray compass or daughters of the same) will be removed4 is ig tube amplifier; 2, o or relay, 211, 22 through direct activation of the series resistor 1.5, the rudder adjuster 13 corresponding Resistance ig connected to one or the other differential coil 16. The circuit takes place by means of the relay contacts 23 'and 2 @ 4. The switch 215 serves for switching from hand control io to self control ii.

Die Steuerung stellt das Ruder auf einen. Winkel ein, wie er der Größe dies Vorsehältwiderstandes 18 entspricht. Die Rückführung in dien Gleichgewichtszustand erfolgt wie bei der Handsteuerung durch den Ruderwächter i4. Die Größe dies Ruderwinkels kann. in Abhängigkeit von den Steuereigenschaften des Schiffes und den jeweiligen Wind- und Wetterverhältnissen gewählt werden. Zu diesem Zweck ist der Widerstand r8 mit einem Abgriff 26 versehen, der Widerstandswerte entsprechend den Ruderwinkeln i, 2, 3; 4 und 5'° abgreifen kann. Das Ruder läuft also nicht mehr in -Abhängigkeit von der Größe der Kursabweichung oder in Abhängigkeit von der Zeit auf verschieden große Winkel, sondern, auf dien hier fest eingestellten Wert ein.The controls put the rudder on one. Angle one as his size this corresponds to the provision resistance 18. The return to the equilibrium state takes place as with the manual control by the rudder guard i4. The size of this rudder angle can. depending on the steering characteristics of the ship and the respective Wind and weather conditions can be selected. To this end is the resistance r8 provided with a tap 26, the resistance values corresponding to the rudder angles i, 2, 3; 4 and 5 '°. So the rudder no longer runs independently depending on the size of the course deviation or depending on the time large angles, but to the value set here.

Es können Fälle vorkommen, bei denen diese Winkel nicht mehr ausreichend sind, um das Schiff auf seinen ursprünglichen Kurs zurückzuführen. Für diese Fälle wird bei größerer Kursabweichung durch das zeitlich später als die Relais 21, z2 ansprechende Relais a:7 mittels eines Kontaktes 28 der Widerstand 18 überbrückt und nun über den mit dem Abgriff 2,6 gekuppelten Schalter 29 der Steuerimpuls. so in die Steuerung eingeleitet, d!aß das Ruder auf ebenfalls vorbestimmte größere Ruderwinkel einläuft. Beim Ausführungsbeispiel ist die Schaltung so angeordnet, daß für die ersten Rudergrade i, 2 und 3 bei größerer Kursabweichung das Rudrer sich auf 5`' einstellt. Für die Werte 4 und 5: Rudergrad bei normaler I,,ursabweichung wird sich bei größerer Kursabweichung ein Ruderwinkel von, io' einstellen. Diese: Werte sind hier nur beispielsweise angegeben; sie können schaltungsmäßig entsprechend den Erfordernissen auch beliebig anders gewählt werden. Auch, kann, z. B. eine dritte oder weitere Stufe für außergewöhnlich große Kursabweichungen geschaffen werden.There may be cases where these angles are no longer sufficient to return the ship to its original course. For these cases, if there is a greater course deviation, the relay a: 7, which responds later than the relays 21, z2, bridges the resistor 18 by means of a contact 28 and the control pulse is now via the switch 29 coupled to the tap 2,6. introduced into the control system in such a way that the rudder runs into a larger rudder angle, which is also predetermined. In the exemplary embodiment, the circuit is arranged in such a way that for the first rudder degrees i, 2 and 3 the rudder is set to 5 '' in the event of a larger course deviation. For values 4 and 5: degree of rudder with normal course deviation, a rudder angle of 'io' will be set in the event of a greater course deviation. These: values are only given here as examples; they can also be selected in any other way according to the requirements of the circuit. Also, can, e.g. B. a third or further level can be created for exceptionally large course deviations.

In sinngemäß gleicher Weise arbeitet die Steuerung bei Wechselspannung. Hier wird nicht durch mechanische Verdrehung des Einstellers, sondern durch Einschalten von Induktivitäten, Kondensatoren und./oder Widerständen die Spannungsdifferenz geschaffen, die den Empfänger veranlaßt, sich zu drehen und die gewünschte Einstellung des Ruders, vorzunehmen.The control works in the same way with alternating voltage. This is not done by turning the adjuster mechanically, but by switching it on of inductances, capacitors and / or resistors the voltage difference created which causes the receiver to rotate and set the desired setting of the rudder.

Die praktische Ausführung der erfindungsgemäßen; Steuerung isb mit allen bekannten mechanischen und elektrischen Mitteln, wie mechanisch verstellbaren Kontakten, Röhren, mit einstellbaren Betriebsdaten usw., möglich. Besondere Vorteile bietet die Anwendung von polarisierten Relais, da bei diesen durch Veränderung der Vormagnetisierung auch in Verbindung mit regelbarer Lichbcharakteristik oder Kontaktranord@-nung der verschiedenen: Kompaßandagen die Empfindlichkeit der Anlage beliebig den jeweiligen: Verhältnissen angepaßt werden kann.The practical implementation of the invention; Control is included all known mechanical and electrical means, such as mechanically adjustable Contacts, tubes, with adjustable operating data, etc., possible. Special advantages offers the use of polarized relays, as these are caused by changing the Pre-magnetization also in connection with adjustable light characteristics or contact arrangement of the various: compass wraps the sensitivity of the system as desired the respective: Can be adapted to the circumstances.

Erfindungsgemäß kann die Anlage mit einer Alarmeinrichtung versehen werden, die in, Abhängigkeit von der Zeit oder von der Größe einer längeren Kursabweichung betätigt wird und, so ein Versagen der Fernsteuerung, z. B.. durch Ausfall der Selbststeuereinrichtung, oder ein Schadhaftwerden irgendeines anderen; Teiles der Anlage anzeigt. Diese Einrichtung kann z. B. `aus einem über einen Widerstand aufladbaren Kondensator bestehen, der ein optisches öder akustisches Signal in Tätigkeit setzt, sobald er durch längere Kursabweichung; ohne d-aß das Schiff durch den Nullkurs geht, so hoch aufgeladen wird,, d@aß seine Spannung zur Betätigung dieser Anzeige ausreicht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß bei Erreichen sehr großer Kursabweichungen durch eine Fotozelle ein Alarmsignal ausgelöst wird.According to the invention, the system can be provided with an alarm device in, depending on the time or the size of a longer course deviation is operated and, so a failure of the remote control, z. B. by failure of the self-control device, or damage to any other person; Part of the system. This facility can e.g. B. `consist of a capacitor that can be charged via a resistor an optical or acoustic signal in Action sets as soon as he by longer course deviation; without d-ate the ship goes through the zero course, so is highly charged, if its voltage is sufficient to operate this display. Another possibility is that when very large course deviations are reached an alarm signal is triggered by a photocell.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the self-control of rudder systems, characterized in that the adjustment of the rudder is limited to an adjustable rudder angle which is independent of the size and the time of the course deviation.

2. Device according to claim i, characterized in that the limitation the rudder adjustment for small course deviations. on small rudder angles and at larger course deviations takes place automatically at larger rudder angles.

3 ,. Facility according to claim 2, characterized in that the limiting value is also the larger Rudder angle is adjustable. .

4. Device according to claim 2, characterized in that that the switching from, the limitation of the rudder angle to small degrees on the limitation of the rudder angle to larger degrees by means of one of the Course deviations dependent relay (2.7) takes place, which responds later than the control elements that respond to normal course deviations (i (g to 22).

5 .. Device according to claim i, characterized in that, ß with the arrangement of a additional hand-operated remote control (io) of the rudder guards (14.) of the same at the same time serves as a feedback element of the self-control (ii).

6. Device according to claim 5, characterized in that the hand-operated rudder adjuster (13) of the remote control (io) can be switched off, the control resistor (16) of this adjuster (13,) by one of the automatic control elements (i9 to 22) that can be switched on manually certain values adjustable resistor (18) is replaced.

7. Device according to claim i, characterized in that polarized relays for switching the rudder angle are provided, the sensitivity of which is constant or variable. B. Establishment according to claim i, characterized by the arrangement of an alarm device which takes effect depending on the length of time or the size of the course deviation. `