DE563680C - Fernrichtanlage in Brueckenschaltung, besonders fuer Geschuetze - Google Patents

Description

Um Geräte, z. B. Hebezeuge, Scheinwerfer, Schiffsruder und auch Geschütze, von entfernter Stelle aus auf elektrischem Wege so einzustellen, daß die Richtung und Richtungsänderung des Gerätes (Empfänger) mit der eines Diktators (Geber) jeweils übereinstimmt, bedient man sich schon der Brückenschaltungen, das sind Einrichtungen, bei denen der Strom in der Ausgleichsleitung einer Wheatstoneschen Brücke zur Übertragung von Einstellbewegungen benutzt wird. Bei dieser Schaltung bilden entweder unterteilte, mit einer Reihe fester Kontakte verbundene oder aus einem stufenlosen Draht gebildete Widerstände auf Geber und Empfänger die beiden Zweige der Wheatstoneschen Brücke. Der Ausgleichsstrom, der bei^ abweichender Stellung der beiden auf den Widerständen schleifenden Brückenkontakte entsteht, wird zur Einleitung der Bewegung des Empfängermotors benutzt, indem er unmittelbar oder unter Vermittlung eines Relais den Motor selbst oder bei Leonardschaltung den Leonardgenerator für den einen oder anderen Drehsinn erregt. Wenn der Brückenkontakt des Empfängers die Stellung erreicht hat, die der des Geberkontaktes entspricht, verschwindet der Ausgleichsstrom und damit der Bewegungsantrieb für den Empfänger.
Zur vollen Ausnutzung der einer Brückenschaltung eigenen Vorzüge ist nach der Erfindung der Ausgleichsstrom des Brückenkreises in besonderer Weise verstärkt und auf einen in Leonardschaltung betriebenen Antriebsmotordes Empfängers wirksam gemacht. Der Brükkenausgleichsstrom wirkt in zwei Stufen auf die Triebmittelzuführung des Empfängers, einmal in einer konstanten Stufe verstärkt und parallel dazu vermittels eines Generators in einer zweiten, entsprechend seiner Stärke veränderlichen Stufe. Zweckmäßig bestehen dabei die Brückenzweige am Geber und Empfänger je aus mehreren zueinander parallelen stufenlosen Widerstandsdrähten, die gruppenweise je von einem beweglichen Kontaktstück gefaßt werden. Das erhöht die Wärmekapazität der Brückenzweige, macht diese sowohl gegen äußere Temperatureinflüsse wie auch gegen Stromdauerbelastungen unempfindlicher und steigert infolge des damit bewirkten gleichmäßigen Erwärmungszustandes der Brückenzweige die Feinheit und Einstellgenauigkeit der Anlage.

Die Zeichnung veranschaulicht in den Abb. 1 und 2 verschiedene Ausführungsformen der Erfindung in schematischer Darstellung, beispielsweise an Geschützrichtwerken, unter Benutzung der Leonardschaltung.

Abb. 3 zeigt das Arbeitsdiagramm der Schaltung nach den Abb. 1 und 2.

Nach den Abb. 1 und 2 befinden sich die Brückenzweige in Form von ununterbrochenen, stufenlosen Widerstandsdrähten B₁ am Geber und S₂ am Empfänger. Die beiden Brücken-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Hermann Sundhaußen in Düsseldorf-Rath.

zweige sind durch die Leitungen b miteinander verbunden. Die ganze Brücke steht unter Dauerstrom vom Netz. Der bewegliche Brückenkontakt C₁ am Geber kann durch das Steuerrad S (von Hand oder mittels einer besonderen Einrichtung, Kreisel o. dgl.) verstellt werden. Mit ihm erfährt ein hier nicht gezeichnetes Fernrohr zum Anschneiden des Zieles, ein Richtungszeiger am Kreisel o. dgl. eine entsprechende Verstellung, so daß der Geberkontakt C₁ unter Kontrolle des Richtenden steht. Jede noch so geringe Verstellung von C₁ bewirkt eine Störung des Brückengleichgewichtes, was das Fließen eines Ausgleichstromes in der Brückenausgleichsleitung c zur Folge hat, die die beiden beweglichen Brückenkontaktstücke C₁ "und C₂ miteinander verbindet. Dieser schwache Ausgleichsstrom wirkt, in geeigneter Weise verstärkt, auf die Erregung des Leonardgenerators L₁ der mit seinem Ankerstrom den Richtmotor A antreibt. Der Richtmotor A richtet das hier nicht gezeichnete Geschütz über eine mechanische Übertragung so lange, bis der mit ihm, also auch mit dem Geschütz verbundene Empfängerkontakt C₂ die gleiche Stellung wie der Geberkontakt C₁ hat, wodurch das Brückengleichgewicht wieder hergestellt ist. Gleichgewicht besteht bei gleicher Stellung von Geber und Empfänger, d. h. bei gleicher Lage der beweglichen Kontaktstücke C₁ und C₂ auf den Brückenzweigen B₁ und B₂. Die Brückenzweige sind auf Segmenten angebracht, die durch Handräder E₁ und E₂ o. dgl. gegeneinander und gegenüber den auf ihnen schleifenden Kontaktstücken C₁ und C₂ verstellbar sind. Dadurch lassen sich Korrekturen zwischen Geber- und Empfängerstellung überlagern, z. B. für Aufsatz, Parallaxe, Bettungsfehler, Tageseinflüsse, Vo-Änderungen usw.

Die Ausgleichsleitung c ist vermittels eines Schalters von dem beweglichen Kontaktstück C₁ des Gebers abschaltbar und kann nach dem Abschalten an einen festen Kontakt an einer bestimmten Stelle des Geberbrückenzweiges B₁ angelegt werden. (Umlegen des Schalters von F nach D.) Damit kann jederzeit unabhängig von der Stellung des Geberkontaktstückes C₁ mit dem Empfänger (Geschütz) eine bestimmte andere Stellung angesteuert werden, beispielsweise das Geschütz in die Ladestellung gefahren werden.

Die Verstärkung des Brückenausgleichsstroms geschieht zunächst in an sich bekannter Weise über ein Relais 22, dessen Spule C₁ von dem Ausgleichsstrom in der Leitung c in der einen oder anderen Richtung durchflossen wird. Bei Stromfluß durch C₁ spricht das Relais R an und schaltet die Erregerwicklung I₁ des Leonardgenerators L in den Netzstromkreis ein. Der Richtungswechsel des Stromes in der Erregerwicklung I₁ des Leonardgenerators bei Richtungswechsel des Stromes in der Ausgleichsleitung c wird in bekannter Weise, z. B. nach Abb. 2, durch Spannungsteilung mit einer einzigen Spule I₁ oder nach Abb. 1 durch zwei Spulen I₁ erzielt, die vom Strom in entgegengesetzter Richtung durchflössen werden.

Um unter Wahrung eines möglichst großen Drehzahlregelbereichs des Richtmotors A auch eine äußerst kleine Geschwindigkeit erzielen zu können, wird der vom Relais abgegebene konstante Steuerimpuls zweckmäßig so bemessen und abgestimmt, daß er gerade für die kleinste vorgesehene Geschwindigkeit des Richtmotors A ausreichend ist. Damit aber trotzdem der Richtmotor ein genügend großes Anlaufmoment entwickelt, ist außerdem der Brückenausgleichsstrom noch in einer zweiten Stufe auf die Regelvorrichtung des Antriebsmotors wirksam gemacht. Dieses geschieht durch Parallelschalten eines Verstärkergenerators zu dem Relais. Parallel zur Relaisspule C₁ liegt in der Brückenausgleichsleitung c eine Spule c_o auf dem Feldmagneten eines kleinen Verstärkergenerators V, der für sich oder mit dem Leonardgenerator L zusammen von einer Stelle aus gleichförmig angetrieben wird. Sein Feld ist also proportional dem Brückenausgleichsstrom, d. h. dem Stellungsunterschied der Kontakte C₁ und C₂. Der Ankerstrom des Verstärkergenerators fließt durch eine Erregerwicklung des Leonardgenerators L, nach Abb. ι durch eine besondere Spule I₂, nach Abb. 2 im selben Stromkreis wie die vom Relais gespeiste SpUIeZ₁ als Verstärkung. Natürlich könnte der Brückenausgleichsstrom auch in mehr als zwei Stufen verstärkt auf die Triebmittelzuführung zur Antriebsmaschine wirksam gemacht sein.

Die Wirkungsweise der gezeichneten Schaltungen ist aus Abb. 3 ersichtlich. In einem rechtwinkligen Koordinatensystem sind auf der Abszisse die von den beweglichen Brückenkontakten durchfahrenen Brückenstrecken, auf der Ordinate die zugehörigen Spannungen des Richtmotors aufgetragen. Der Nullpunkt bezeichnet den Beginn eines Einstellvorganges. Der durch den Generator V verstärkte Brückeneinfluß auf den Richtmotor A stellt sich als Gerade unter 45 ° durch den Nullpunkt dar. Der Einfluß des Relais R beginnt erst nach einer gewissen, von seiner Empfindlichkeit abhängigen Brückenstrecke, also erst, nachdem das bewegliche Kontaktstück C₁ am Geber gegenüber dem zunächst noch stehenbleibenden Kontaktstück C₂ am Empfänger eine gewisse Strecke vorgelaufen ist, und steigt nun steil an bis zu einem Normalwert, der infolge der konstanten Netzspannung dauernd konstant bleibt. Beide Einflüsse addieren sich, so daß sich zu Beginn des Einstellvorganges ein starkes Ansteigen derAnlaufspannung ergibt, der Richtmotor A anläuft und den Empfängerkontakt C₂ nachdreht. Mit dem jetzt rasch erfolgenden Ausgleich der Kontaktstel-

lungen im Geber und Empfänger fällt der Brükkenausgleichsstrom und damit sein Verstärkereinfiuß wieder ab, bis die Spannung des Richtmotors A bei der weiteren Einstellperiode nur mehr immer um einen der Nacheilung des Empfängerkontaktes C₂ entsprechenden Betrag (Brückenschlupf) über dem Relaiseinfluß liegenbleibt. Hierbei verhütet die Dämpfung in den Spulen des Leonardgenerators L ein Pendeln der

ίο Spannung. Diese Anordnung ergibt also, selbst bei kleinster Richtgeschwindigkeit, ein hohes Anzugsmoment für den Richtmotor A ohne Pendelung.

Der Brückenausgleichsstrom ist in seiner Stärke von der Größe des Stellungsunterschiedes zwischen Geber- und Empfängerkontakt (Brükkenschlupf) abhängig. Mit zunehmender Richtgeschwindigkeit wächst zunächst auch dieser Stellungsunterschied, damit wiederum der Brükkenausgleichsstrom und dessen Erregerwirkung auf den Leonardgenerator L, so daß sich ein gewisser Geschwindigkeitsausgleich zwischen Geber und Empfänger einstellt. Jedoch würde ein vergrößerter Brückenschlupf bestehenbleiben. Um diesen größeren Nachlauf zu vermeiden, ist erfindungsgemäß eine weitere Zusatzerregung des Leonardgenerators in Abhängigkeit von der Gebergeschwindigkeit bewirkt. Mit dem Antrieb des Geberkontaktes C₁ ist ein Generator G verbunden, der bei konstanter Erregung einen Ankerstrom abgibt, dessen Stärke der Gebergeschwindigkeit proportional ist. Dieser Ankerstrom wirkt auf die Erregung des Leonardgenerators L, nach Abb. 1 mittels einer besonderen Wicklung I₃ in eigenem Stromkreis, nach Abb. 2 im Stromkreis des Relais R und Verstärkergenerators V als Zusatzerregung auf die gemeinsame Wicklung I₁. Damit ist die Geschwindigkeit des Richtmotors in vollkommener Weise von der Gebergeschwindigkeit abhängig gemacht. Die Steuerung ist eine Vereinigung von Weg- und Geschwindigkeitssteuerung.

Die angegebene Schaltung ergibt ein kräftiges Anlaufmoment des Richtmotors bei größtem Regelbereich, nebst genauer Geschwindigkeitsregelung zwischen Geber und Empfänger und damit auch geringstem Nachlauf.

Claims (3)

Patentansprüche : ^0

1. Fernrichtanlage in Brückenschaltung, insbesondere für Geschütze, mit einem in Leonardschaltung betriebenen Antriebsmotor für den Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenausgleichsstrom in einer konstanten Stufe (R, I₁, Abb. 1) verstärkt und parallel dazu vermittels eines Generators (F) in einer zweiten, entsprechend seiner Stärke veränderlichen Stufe auf den Leonardgenerator (L) · des Empfängermotors (A) wirksam gemacht ist, wobei die Brückenzweige (B₁, B.₂) am Geber und Empfänger je aus mehreren zueinander parallelen stufenlosen Widerstandsdrähten bestehen können, die gruppenweise je von einem beweglichen Kontaktstück (C₁, C₂) gefaßt werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebmittelzuführung zum Antriebsmotor (.4) des Empfängers außer durch den verstärkten Brückenausgleichsstrom noch zusätzlich von einem nach Maßgabe der Gebergeschwindigkeit sich ändernden Steuerimpuls beeinflußt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulse für den Antriebsmotor (A) des Empfängers aus den beiden Stufen (der konstanten und der veränderlichen) des verstärkten Brückenausgleichsstroms und aus der Gebergeschwindigkeit in einer gemeinsamen Erregerspule (I₁, Abb. 2) des Leonardgenerators (L) wirksam gemacht sind.

Hierzu I Blatt Zeichnungen