DE1204859B

DE1204859B - Einrichtung zur wegabhaengigen Steuerung des Antriebes von Torpedos und Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE1204859B
Application number: DEB54758A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Thomsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-09-11
Filing date: 1959-09-11
Publication date: 1965-11-11

Description

Einrichtung zur wegabhängigen Steuerung des Antriebes von Torpedos und Schienenfahrzeugen In der Technik sind verschiedene Methoden zur Drehzahlregelung von Maschinen, insbesondere Antriebsmaschinen, bekanntgeworden, die in Abhängigkeit von der Aufgabenstellung variieren.
Wenn jedoch von einer Antriebsmaschine eines Torpedos oder Schienenfahrzeuges verlangt wird, daß in bestimmten Zeiten bestimmte Wegstrecken erreicht werden sollen, welche einfach als Wege bezeichnet werden sollen, kann dies mit einem der bereits bekannten Geschwindigkeitsregler nicht erreicht werden, da dieser wohl die Tourenzahl auf ihren Sollwert bringt, aber Wegverluste, hervorgerufen durch Abweichungen von der Solltourenzahl, nicht auszugleichen vermag. Durch das Auftreten des Schlupfes ist der Fahrzeugweg besonders bei Wasserfahrzeugen nicht identisch mit der Drehzahl der Antriebsmaschine, und bei nicht konstantem Schlupf ist die Wegabweichung auch nicht proportional.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, daß ein Torpedo oder Schienenfahrzeug in bestimmten Zeiten bestimmte vorgeschriebene Wege zurücklegt.
Die Erfindung besteht demnach darin, daß zum Messen des Weges in Form von Umdrehungen oder elektrischen Inpulsen ein Meßrad oder Wasserlog als Istwertgeber vorgesehen ist, während ein Zeitgeber, z. B. ein Elektromotor, als Sollwertgeber dient.
Istwertgeber und Sollwertgeber wirken erfindungsgemäß über eine Differenziereinrichtung auf die Antriebsmaschine bzw. Schraube des Fahrzeuges so lange ein, bis die Gesamtzahl der Umdrehungen des Istwertgebers mit der des Sollwertgebers übereinstimmen, so daß in vorgeschriebenen Zeiten vorgeschriebene Wege des Gerätes ausgeführt werden.
Nach dem Erfindungsgedanken wird also ein an sich bekannter Differentialregler verwendet, in welchem ein Sollwert, gegeben von dem Zeitgeber, sowie ein Istwert, zur Wirkung kommen. Die aus dem Ist- und Sollwert gebildete Regelgröße wird zur Beeinflussung der Antriebsmaschine derart herangezogen, daß diese in ihrer Leistung erforderlichenfalls erhöht oder vermindert wird, so daß die durch über-oder Untergeschwindigkeit des Fahrzeuges entstandenen Wegfehler so ausgeglichen werden, daß das Fahrzeug laufend auf den gewünschten Sollweg gebracht wird.
Der Zeitnormalgeber ist zweckmäßigerweise beliebig einstellbar oder von einem Programmgeber steuerbar bzw. ferngesteuert beeinflußbar, so daß der getriebene oder angetriebene Gegenstand in beliebig verschiedenen Zeiten seine vorgeschriebenen Wege ausführen muß. Die Differenziereinrichtung umfaßt zweckmäßig ein Differentialgetriebe, dessen Drehzahlunterschiede bei Differenzen zwischen dem Sollwertgeber und dem Istwertgeber auf eine nach links oder rechts bewegbare Spindel und auf ein mit dieser gekoppeltes Schaltorgan übertragen werden. Das Schaltorgan wirkt mittels eines Servomotors über die Umdrehungen der Maschinen bzw. Schraube ein. Schließlich kann auch nach der Erfindung der Nullwert des Schaltorgans vor- oder nachstellbar sein, so daß ein Wegvorlauf oder Wegnachlauf zum Sollwert erreichbar ist.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels beschrieben. Der Elektromotor 1 mit konstanter Drehzahl dient als Zeit- oder Sollwertgeber. Der Sollweg wird in Form von Sollumdrehungen an das Differential 2 abgegeben. Das Log 3 leitet den Istweg in Form von Istumdrehungen dem Differential 2 zu. Die Abweichungen des Istweges vom Sollweg bzw. der Istumdrehungen des Logs 3 von den Sollumdrehungen des Motors 1 bewirken eine Links- oder Rechtsdrehung der Schwesterräder 4 des Differentials 2. Die Schwesterräder 4 sind über einen Zahnkranz 5 verbunden, welcher das Ritzel 6 antreibt. In der Nabe des Ritzels 6 wird eine Gewindespindel 7 in Dreheingriff gehalten. Infolge des Dreheingriffs wird durch Bewegung des Ritzels 6 die Gewindespindel ? in Links- oder Rechtsrichtung verschoben. Hierdurch regelt das Schaltorgan 8 den Servomotor 9, welcher die Leistung der Maschine 10 bzw. die Drehzahl der Antriebsschraube 11 so lange beeinflußt, bis die Umdrehungen des Logs 3 mit den Umdrehungen des Motors 1 in Übereinstimmung gebracht werden, d. h. der Istweg wird laufend auf den Sollweg korrigiert.
Die vorbeschriebene Regeleinrichtung bietet demnach für die Steuerung des Antriebes von Torpedos und Schienenfahrzeugen dadurch, daß sie den Istweg von einem Log, Meßrad oder einer Meßwelle übernimmt und diesen mit dem Sollweggeber vergleicht, den Vorteil, daß sie einen nahezu unverfälschten Meßwert für die Regelung der Antriebsmaschine liefert, so daß in vorgeschriebenen Zeiten gewünschte Umdrehungen bzw. Wege ausgeführt werden können.
Nach der Erfindung wird der Sollweg über einen Zeitgeber, z. B. Uhr, elektrische Impulsfolge oder Schwingungen bzw. auch mit anderen Mitteln, angegeben, während der Istweg von einem Log oder Meßrad abgenommen wird.
Der Sollweg kann durch Verstellung des Zeitnormalgebers innerhalb der durch die Maschinenleistung gegebenen Grenzen beliebig eingestellt werden. Diese Einstellung des Zeitgebers kann entweder von Hand oder von einem Programmgeber erfolgen.
Weiterhin kann durch Verlegung der Null Lage am Differential dem Istwert ein konstant bleibender Vor- oder Nachlauf aufgezwungen werden, d. h. der Istweg wird von seinem Sollweg jeweils um den Vor-oder Nachlauf abweichen. Zum Beispiel können bei einer derartigen Einstellung verschiedene gleichzeitig gestartete Fahrzeuge einen gestaffelten Lauf nehmen.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur wegabhängigen Steuerung des Antriebes von Torpedos und von Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen des Weges in Form von Umdrehungen oder elektrischen Impulsen ein Meßrad bzw. Wasserlog (3) als Istwertgeber und ein Zeitgeber, z. B. Elektromotor (1) als Sollwertgeber vorgesehen sind, die über eine Differenziereinrichtung (2, 4 bis 9) auf die Antriebsmaschine (10) bzw. Schraube (11) einwirken, bis die Gesamtzahl der Umdrehungen des Istwertgebers (3) mit der des Sollwertgebers (1) übereinstimmt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitnormalgeber (1) beliebig einstellbar ist oder von einem Programmgeber steuerbar oder ferngesteuert beeinflußbär ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenziereinrichtung ein Differentialgetriebe (2, 4, 5) umfaßt, dessen Drehzahlunterschiede bei Differenzen zwischen dem Sollwertgeber (1) und dem Istwertgeber (3) auf eine nach links oder rechts bewegliche Spindel (7) und auf ein mit dieser gekoppeltes Schaltorgan (8) übertragen werden, das vermittels eines Servomotors (9) auf die Antriebsmaschine (10) bzw. Schraube (11) einwirkt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nullpunkt des Schaltorgans (8) vor- oder nachstellbar ist, so daß ein Wegvorlauf oder Wegnachlauf zum Sollwert erreichbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 741560, 745 200, 835 223, 848 112, 876 773, 915 160, 931859, 961223; österreichische Patentschrift Nr. 208 113; französische Patentschrift Nr. 832153; britische Patentschrift Nr. 621366; USA: Patentschrift Nr. 2 622 532.