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Windrichtungsanzeiger für Segelboote
Die Erfindung betrifft einen Windrichtungsanzeiger für Segelboote, mit einer Windfahne und einer mit dieser gekoppelten Anzeigevorrichtung.
Es ist ein Windrichtungsanzeiger bekannt, bei dem die Übertragung der Windfahnenstellen zum
Anzeigeinstrument nach dem Prinzip der elektrischen Welle erfolgt. Die Drehwelle der Windfahne ist über zwei Schleifkontakte mit einem endlos durchgewickelten, 3fach angezapften Ringschleifwiderstand gekoppelt. über die beiden drehbaren Schleifkonkontakt wird die erforderliche Hilfsgleichspannung auf den Ringschleifwiderstand gegeben, so dass an dessen drei Anzapfungen Teilspannungen abgegriffen werden können, deren Grösse von der Stellung der Schleifkontakte und daher von der Windrichtung abhängig ist. Die Teilspannungen werden auf die drei Wicklungen des im Anzeigegerät befindlichen
Drehmagnetempfängers übertragen.
Ein zentrisch innerhalb der Wicklungen drehbar angeordneter Permanentmagnet orientiert sich im elektromagnetischen Feld der Wicklungen und der auf gleicher Achse befestigte Zeiger kann auf einer feststehenden 360 -Skala die entsprechende Windrichtung anzeigen.
Es ist weiters ein Windrichtungsanzeiger bekannt, der nach dem Drehfeldsystem arbeitet. Zur Übertragung der Stellung der Windfahne sind ein Drehfeldsystem als Geber und ein Drehfeldsystem als Empfänger erforderlich. Die Läufer der Drehfeldsysteme werden durch eine Wechselspannung erregt.
Wird der Läufer des Gebers durch die Windfahne gedreht, so fliessen in den Statorwicklungen vom Geber und Empfänger Ausgleichsströme, die so lange ein Drehmoment auf den Läufer des Empfängers ausüben, bis dieser die gleiche Stellung wie der Läufer des Gebers eingenommen hat. Ein auf der Läuferwelle des Empfängers befestigter Zeiger dient der Anzeige der Windrichtung.
Es ist auch ein Windrichtungsanzeiger bekannt, dessen Geber aus einem mehrteiligen Kollektor mit Schleifkontakt besteht. Die Verbindung zum Anzeigegerät erfolgt über ein mehradriges Kabel. Der Anzeige dienen mehrere Signallampen. Diese Art von Windrichtungsanzeiger erfüllt nicht die Forderung nach einer kontinuierlichen Anzeige.
Die Nachteile der genannten Windrichtungsanzeiger liegen in der Verwendung von Schleifkontakten, die die Betriebssicherheit herabsetzen und zusätzliche Reibungsverluste verursachen. Das Drehfeldsystem benötigt eine Wechselspannung zur Felderregung. Diese muss aus der Bordbatterie durch Umformung gewonnen werden.
Zur Vermeidung der beschriebenen Nachteile ist gemäss der Erfindung mit der Windfahne ein Permanentmagnet auf Drehmitnahme verbunden und im Wirkungsbereich des Magnetfeldes desselben ein magnetisch steuerbarer, mit seinen Ausgangsklemmen mit einem elektrischen Anzeigeinstrument verbundener Halbleiter angeordnet.
Die Messwertgewinnung erfolgt somit ohne irgendwelche mechanische Verluste und ohne Verwendung störungsanfälliger Bestandteile. Die notwendige Speiseenergie für den magnetisch steuerbaren Halbleiter, z. B. einen Hallgenerator oder eine Magnetdiode, deren galvanomagnetischer Effekt ausgenutzt wird, ist bekanntlich äusserst gering, so dass sie die allenfalls vorhandene Bordbatterie in kaum nennenswertem Masse belastet, bzw. gegebenenfalls verwendete handelübliche Trockenbatterien lange Zeit verwendbar bleiben.
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Weitere Erfindungsmerkmale und deren Vorteile sind der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen. In den dabei verwendeten Zeichnungen zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 2 in Diagrammform den Zusammenhang zwischen der Hallspannung eines beispielsweise verwendeten Hallgenerators und dem Steuerfeld in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Windfahne, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 4 eine im Zusammenhang mit der Erfindung zweckmässige Instrumentenanordnung und Fig. 5 Beispiele für verschiedene Anzeigefälle, die mit der Anordnung gemäss Fig. 4 gewonnen werden können, wobei in der oberen Reihe vier verschiedene Möglichkeiten des Windeinfalles in bezug auf den schematisch angedeuteten Schiffskörper mit Windfahne (Pfeil) und in der unteren Reihe das jeweils zugeordnete Anzeigebild zu sehen sind.
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vom Magneten befindet sich das magnetisch steuerbare Halbleiterelement--4--. Die magnetischen Feldlinien des Magneten beeinflussen je nach Stellung der Nord-Süd-Achse im Halbleiterelement seine galvanomagnetischen Eigenschaften. Um die gewünschte Spreizung der Anzeige im Bereich von 0 bis
50 zu erzielen, wird der Nulldurchgang der Magnetisierung zwischen dem Nord- und Südpol des Magneten --2-- für die Anzeige des Winkels 0 zur Mittschiffslinie benutzt. Der Zusammenhang zwischen Hallspannung und Steuerfeld in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Windfahne ist in Fig. 2 dargestellt.
Die vom Hallgenerator-4-gelieferte Spannung wird einem Drehspulsystem --5-- mit Nullpunkt in der Skalenmitte zugeführt, dessen Skala in Winkelgraden justiert ist. Bei einer Stellung der Windfahne in einem Winkel von 90 zur Mittschiffslinie wird Vollausschlag des Zeigers nach rechts bzw. nach links erreicht. Nach dem überschreiten des 90 Winkels bewegt sich der Zeiger wieder in Richtung der Nullmarke.
Bei Windeinfall in Richtung der Mittschiffslinie von Achtern (180 ) erreicht der Zeiger wieder die Nullmarke. Es ergibt sich somit auch eine gespreizte Anzeige auf dem Vorwindkurs des Schiffes. Die beschriebene Anordnung eignet sich vor allem zur Verwendung bei guter Sicht und bei Tage, weil zufolge der 180 -Anzeige zwischen Vor- und Achterwind nicht unterschieden werden kann.
Bei Schiffen, die auch bei unsichtigem Wetter oder bei Nacht eine Windrichtungsanzeige im Bereich von 3600 der Kompasrose benötigen, ist eine Anordnung mit zwei, um 900 versetzten Hallgeneratoren nach Fig. 3 vorgesehen. Die von einem weiteren Hallgenerator-6-gelieferte Hallspannung wird einem Drehspulsystem --7-- zugeführt, dessen Zeigerstellung angibt, ob der Wind vorlicher oder achterlicher zur Querschiffslinie einfällt. Eine dafür geeignete Instrumentenanordnung ist aus Fig. 4 ersichtlich.
Sie besteht aus drei Drehspulsystemen mit Profilskala. Die linke Skala zeigt die Windeinfallsrichtung von Backbord, die rechte Skala die Windeinfallsrichtung von Steuerbord. Die mittlere Skala dient der Anzeige, ob der Wind vorlicher oder achtlicher zur Querschiffslinie einfällt. Die Drehspulesysteme für Backbord- und Steuerbord-Windanzeige besitzen Skalenteilungen von 0 bis 900 ; der Bereich unter 0 ist zwecks besserer übersichtlichkeit durch eine Blende--8--abgedeckt. Der Zeiger des nicht benötigten Instrumentes befindet sich in diesem Fall hinter der Abdeckblende-8--.
Durch die Verwendung von drei Skalen ergibt sich eine grosse Gesamtskalenlänge für die Anzeige des 3600 Bereiches der Kompasrose, mit einer Skalenspreizung in den wichtigsten Bereichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Windrichtungsanzeiger für Segelboote, mit einer Windfahne und einer mit dieser gekoppelten
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Permanentmagnet (2) auf Drehmitnahme verbunden und im Wirkungsbereich des Magnetfeldes desselben ein magnetisch steuerbarer, mit seinen Ausgangsklemmen mit einem elektrischen Anzeigeinstrument (5) verbundener Halbleiter (4) angeordnet ist.
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