DE1623578C - Kreiselkompaß Anlaßschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselkompaß-An-Iaßschaltung für einen durch eine elektrische Kraftquelle betriebenen, automatisch einschaltbaren Kreiselkompaß.

Bei Schiffskreiselkompassen, liegt die Zeitdauer der Nord-Einstellbewegung im Bereich zwischen etwa 70 und 90 Minuten, so daß vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme etwa 3 bis 4 Stunden erforderlich sind, bis der Kreiselkompaß einsatzbereit ist. Aus diesem Grunde macht es der für die Navigation eines Schiffes Verantwortliche zur Regel, den Kreiselkompaß 3 bis 4 Stunden vor dem Ablegen des Schiffes in Betrieb zu setzen. Wenn man den Kreiselkompaß nun mit automatischen Anlaßvorrichtungen zum Anlassen zu jedem gewünschten Zeitpunkt sowie Alarmvorrichtungen zur Anzeige von das automatische Anlassen verhindernden Stromausfällen oder sonstigen unerwarteten Ausfallerscheinungen ausrüstet, entlastet dies den für die Navigation Verantwortlichen von einer seiner Aufgaben und macht ihn frei, seine Zeit seinen anderen Verpflichtungen zu widmen.

Es ist bereits ein Umformer bekannt, in welchen ein automatischer Selbstanlasser eingebaut ist. Dieser schaltet bei kurzfristigen Stromunterbrechungen automatisch die Anlage wieder ein, sobald das Bordnetz unter Strom steht. Bei dieser Anordnung wird jedoch ein Ausfallen der Energiezufuhr nicht angezeigt, was dazu führen kann, daß der Kompaß zum geforderten Zeitpunkt nicht einsatzbereit ist..

Es sind auch bereits Zeitschaltvorrichtungen bekannt, bei denen an die Federzugachse bzw. die Federaufzugswelle Schalt- bzw. Steuerglieder angeschlossen sind (deutsches Gebrauchsmuster 1 920 980, deutsches Gebrauchsmuster 1 755 466). Diese Schaltvorrichtungen bieten jedoch einerseits für die Einschaltung eines Kreiselkompasses keine ausreichende Zuverlässigkeit; andererseits sind sie für die Anzeige des Ausfalles der Energiezufuhr (Bordnetz des Schiffes) weder vorgesehen noch geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Anlaßschaltung zum automatischen Anlassen von Kreiselkompassen vorzuschlagen, die ein Versagen der Kraftversorgung des Kreiselkompasses zum Zeitpunkt des Anlassens durch Alarmsignale anzeigt, vorzugsweise bei fortbestehendem Kraftausfall die unnötigen Alarmsignale zu unterbrechen und das System gleichzeitig so umzuschalten gestattet, daß die Behebung des Fehlers durch Signale angezeigt wird.

Dementsprechend wird erfindungsgemäß eine Kreiselkompaß-Anlaßschaltung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen Zeitschalter mit auf ein Schließen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt einstellbaren elektrischen Kontakten, von denen ein Kontakt in den die Verbindung des Kreiselkompasses mit der Kraftquelle herstellenden Stromkreis geschaltet ist, und durch ein mit diesem Stromkreis verbundenes Relais mit einem normalerweise geschlossenen, bei Stromversorgung des Kreiselkompasses jedoch offenen elektrischen Kontakt sowie eine von der den Kompaß betreibenden Kraftquelle unabhängige Stromquelle, die über den anderen Kontakt des Zeitschalters 'und den normalerweise geschlossenen Kontakt des Relais sowie eine damit in Reihe Hegende Alarmvorrichtung einen Stromkreis bildet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kreiselkompaß-Anlaßschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Kontakten des Relais und den Kontakten der zweiten Kontaktgruppe des Zeitschalters ein Umkehrschalter befindet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ein automatisches Anlassen des Kreiselkompasses zu jeder gewünschten Zeit sowie eine automatische Anzeige von Stromausfällen, entlastet den für die Navigation Verantwortlichen vom komplizierten Anlassen des Kreiselkompasses und bietet mittels des Umkehrschalters eine Möglichkeit zur Unterbrechung der unnötigen Fortsetzung eines Stromausfall-Signals sowie zur einfachen Umschaltung von einer Ausfallanzeige auf eine Anzeige der Ausfallbehebung. Die Kreiselkompaß-Anlaßvorrichtung ermöglicht ein besonders einfaches und zweckmäßiges Anlassen des Kreiselkompasses.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand des in der Zeichnung wiedergegebenen schematischen Schaltbildes weiter erläutert.

Die Figur zeigt den Kreiselkompaß 1, eine Dreiphasen-Wechselstromquelle 2 zur Schiffsversorgung, eine Umschaltvorrichtung 3 zum Umschalten von Handbetrieb auf automatischen Betrieb, einen Zeitschalter 4 * und einen durch einen Magnetspulenstromkreis betätigten Schalters. Die elektrische Stromquelle! ist herkömmlicher Art und liefert einen niederfrequenten Wechselstrom mit einer Frequenz von normalerweise 50 bis 60 Hertz. Der Kreiselkompaß benötigt dagegen für seine Hochgeschwindigkeitsrotation eine hochfrequente Kraftquelle (200 bis 400 Hertz). Der Kreiselkompaß 1 ist daher mit der elektrischen Stromquelle! über einen Gleichrichter 6 und einen Umformer 7 verbunden. Dadurch wird der niederfrequente Dreiphasen-Wechselstrom

der Stromquelle 2 zunächst durch den Gleichrichter 6 in einen Gleichstrom umgewandelt, welcher gewöhnlich als Gleichstrom von 70 Volt dem Umformer 7 sowie außerdem einer Reihe von Tochterkompassen und sonstigen Geräten zugeführt wird. Der Umformer 7 überführt den Gleichstrom von 70 Volt zurück in einen Wechselstrom mit einer Frequenz von 200 bis 400 Hertz, der dann dem Kreiselkompaß 1 zugeführt wird. Der durch eine Magnetspule 51 betätigte Schalter 5 wird bei Stromdurchfiuß geschlossen und ist bei nicht stromdurchflossener Spule offen.

Der Wechselschalter 3 besitzt einen gemeinsamen Kontakt d sowie drei Schaltkontakte e, f und g, von denen der Kontakte der Aus-Stellung, der Kontakt/ dem Handbetrieb und der Kontakt g dem automatc sehen Betrieb entspricht.

Der Zeitschalter 4 besitzt zwei Gruppen von Kontakten 41 und 42 und kann auf jede beliebige Sclialtzeit eingestellt werden, so daß die Kontaktgruppen nach der gewünschten Zeit gemeinsam umgeschaltet werden. Jede der Kontaktgruppen 41 und 42 besitzt einen gemeinsamen Kontakte, einen normalerweise geschlossenen, sich nach der festgesetzten Zeit öffnenden Kontakt b und einen normalerweise geöffneten, sich nach der festgesetzten Zeit schließenden Kontakt a. In der in der Figur gegebenen Darstellung wird der Kontakt^ der Kontaktgruppe41 nicht benutzt.

Der gemeinsame Kontakt d des Schalters 3 ist über die Spule 51 des Magnetspulenschalters 5 mit einer, der Kontakt / mit einer anderen und der Kontakt g über die Kontakte 41 α undc des Zeitschalters 4 mit der gleichen Phasenleitung der Stromquelle 2 verbunden. Der Kontakte entspricht der Aus-Stellung.

Zum Anlassen des Kreiselkompasses im Handbetrieb wird der Schalter 3 zu einem geeigneten Zeitpunkt 3 oder 4 Stunden vor. dem Ablegen des Schiffes vom Kontakt e auf den Kontakt / geschaltet. Hierdurch fließt in der zwischen den beiden Phasenleitungen der Stromquelle 2 liegenden Magnetspule 51 ein Strom, so daß der Schalters geschlossen wird. Der von der Stromquelle 2 durch den Gleichrichter 6 und den Umformer 7 zugeführte hochfrequente Wechselstrom setzt den Kreiselkompaß 1 in Betrieb, so daß dieser 3 oder 4 Stunden danach einsatzbereitist.

Zum automatischen Anlassen des Kreiselkompasses 1 zu einem geeigneten, vorherbestimmten Zeit' punkt wird der Zeitschalter 4 auf die gewünschte Zeit eingestellt und der Schalter 3 vom Kontakt e auf den Kontakt g geschaltet, Obgleich dadurch die Kontak_r ted undg des Schalters 3 geschlossen werden, fließt in der Magnetspule 5Ϊ kein Strom, da die Kontakte α und c der Kontaktgruppe 41 noch offen sind. Nach der vorbestimmten Zeit werden die Kontakte α und c der Kontaktgruppe4i geschlossen und .erregen die Spule 51, wodurch dem Kreiselkompaß Ϊ Strom zugeführt und dieser automatisch abgelassen wird. Gleichzeitig mit dem Schließen.,der Kontakteά undc der Ko^taktgruppe,. ⁴ _;1 wird die andere Kontaktgruppe 42.von p nach α umgeschaltet.

Das Relais 8, welches einen Ausfall der Stromquelle 2 oder andere Ausfälle der Kraftzuführung zum Kreiselkompaß, beispielsweise Unterbrechungen der Zufuhrleitungen, anzeigen soll, ist zwischen die beiden Gleichstromleitungen vom . Gleichrichter 6 zum Umformer 7 geschaltet und weist einen gemeinsamen Kontakte und Umschaltkontakte α und b auf. Normalerweise oder im spannungsfreien Zustand sind die Kontakte b und c des Relais 8 geschlossen, und das Umschalten unter Schließung der Kontakte α und c erfolgt im Betrieb, d. h. bei Vorliegen einer hinreichenden Spannung.

Eine Alarmvorrichtung 11 ist in Serie mit einem der Kontakte α und b des Relais 8 sowie einem der Kontakte α und & der Kontaktgruppe 42 des Zeit-

schalters 4 geschaltet und über diese mit einer von der Stromquelle 2 des Schiffes unabhängigen, kpnstanten Kraftquelle, beispielsweise einer Batterie 10, verbunden.
. Bei der in der Figur, dargestellten bevorzugten' Ausführungsform der Erfindung ist ferner zwischen' den Kontakten α und b des Relais 8 und der Kontaktgruppe 42 des Zeitschalters 4 ein Umkehrschalter 9 eingebaut, der bei der in der Zeichnung dargestellten Form mit einem Kontaktpaar h und k mit der Kontaktgruppe 42 des Zeitschalters 4 verbunden ist und zwei weitere Kontaktpaare m und η bzw. ρ und q aufweist, die jeweils mit den Kontakten α und b des Relais 8 und darüber hinaus untereinander in solcher Weise verbunden sind, daß der Schalter 9 einen Um-

kehrschalter bildet. Wenn der bewegliche Schalterteil des Schalters 9 in die in der Zeichnung dargestellte Stellung bewegt wird, sind die Kontakte b und α der Kontaktgruppe 42 über die Kontakte h und m bzw. kund ρ des Schalters 9 mit den Kontakten α und ft des Relais 8 verbunden. Wird der bewegliche Schalterteil dagegen nach links gedreht, ergibt sich eine umgekehrte Schaltung, d. h., die Kontakte b und a der Kontaktgruppe 42 sind über die kontakte h und η bzw. k und q des Schalters 9 mit den kontakten b und a des Relais 8 verbunden.

Zum automatischen Anlassen des Kreiselkompasses 1 bei der in der Figur dargestellten, nach rechts gerichteten Stellung des beweglichen Teiles des Schalters 9 wird der Schalter 3 kurz vor oder nach dem Einstellen des Zeitschalters 4 auf die gewünschte Zeit vom Kontakt e auf den Kontakt g umgeschaltet. Da in dieser Stellung die Spule 51 noch nicht erregt wird, wird weder dem Kreiselkompaß 1 noch dem Relais 8 Energie zugeführt, und der bewegliche Schalterteil des Zeitschalters 4 befindet sich in der Stellung, bei welcher die Kontakte b und c verbunden sind. Somit sind die Kontakte b und c der Kontaktgruppe 42 und.die kontaktebundc des Relais 8 geschlossen und die Kontakte α und c der Kon-

taktgruppe 42 und die Kontakte α und c des Relais 8 offen, so daß der Stromkreis der Alarmvorrichtung 11 nicht, geschlossen ist.. Nach der am Zeitschalter 4 eingestellten Zeit werden die beiden beweglichen Schaltteile desselben umgeschaltet, so daß in. der

kontaktgruppe42 die Kontakteöundc geöffnet und die Kontakte α und c geschlossen werden. Gleichzeitig wird jedoch durch das Schließen der. kontakte α und c der Kontaktgruppe- 41 die Spule 51 erregt, welche ihrerseits den Schalter 5 schließt und den Kreiselkompaß 1 anläßt. Gleichzeitig, wird aber auch das |lelais8 erregt und sein beweglicher Schaftteil von iinks Tiach rechts geschaltet, wodurch die Kpntakte b undc geöffnet und die Kontakte α und c geschlossen werden. Da die Umschaltung der Kontaktgruppe. 42 mit der Umschaltung der Kontakte des Relais 8 praktisch zusammenfällt, bleibt der Stromkreis der Alarmvorrichtung 11 geöffnet.

Falls jedoch an der Abgabeseite des Gleichrich-

ters 6 infolge von Stromausfall oder anderen Ursachen keine hinreichende Spannung vorliegt und infolgedessen der Kreiselkompaß nicht in Betrieb gesetzt wird, bleibt das ebenfalls nicht erregte Relais 8 in der Stellung, bei welcher die Kontakt b und c geschlossen und die Kontakte α und c geöffnet sind. Hierdurch wird der Stromkreis der Alarmanlage 11 über die Kontakte c und α der Kontaktgruppe 42, die Kontakte k und ρ des Umkehrschalters 9, die Kontakte b und c des Relais 8 geschlossen und die Alarmvorrichtung 11 durch die Kraftquelle 10 zur Abgabe von Warnzeichen erregt. Wenn andererseits die Anlaßmaßnahmen in der vorstehend beschriebenen Weise fehlerfrei abgelaufen sind, bewirkt ein später auftretender Stromausfall durch Aufhören der Erregung des Relais 8 eine Umschaltung seiner Kontakte, wodurch ebenfalls der Stromkreis der Alarmvorrichtung 11 geschlossen und Alarmzeichen gegeben werden.

Da die Alarmvorrichtung 11 dabei so lange Alarmzeichen gibt, wie der Ausfall besteht, ist eine Abschaltmöglichkeit wünschenswert. Hierzu dient der Umkehrschalter 9, der beim Umschalten in seine nach links gerichtete Stellung durch Umkehrung der Verbindungen zwischen den Kontakten α und b des Relais 8 und den Kontakten α und & der Kontaktgruppe 42 des Zeitschalters 4 den Stromkreis der Alarmvorrichtung 11 öffnen. Da nun die Kontakte Λ und n, bzw. k und q des Umkehrschalters verbunden sind, sind die nun geschlossenen Kontakte c und α der Kontaktgruppe 42 über die Kontakte k und q mit dem Kontakt a des Relais 8 verbunden. Da die Kontakte α und c des Relais 8 nunmehr offen sind, ist der Stromkreis der Alarmvorrichtung 11 ebenfalls geöffnet, so daß eine störende Fortdauer ,der Alarmzeichen verhindert wird.

In dieser Stellung gibt die Schaltung darüber hinaus ein automatisches Signal, sobald der Stromausfall oder der sonstige Fehler behoben ist. Wenn beispielsweise nach einiger Zeit der Fehler behoben ist, wird das Relais 8 erneut erregt, so daß die Kontakte a und c geschlossen werden. Hierdurch wird auch der Stromkreis der Alarmvorrichtung 11 über die Kontakte c und α der Kontaktgruppe 42, die Kontakte k und g des Umkehrschalters 9 und die Kontakte α und c des Relais 8 geschlossen, so daß die Alarmvorrichtung 11 durch Alarmzeichen anzeigt, daß der Stromausfall beseitigt ist. Wenn nun der Umkehrschalter 9 in seine nach rechts gerichtete Stellung zurückgeschaltet wird, hört das Alarmsignal auf, und das System befindet sich wieder in der einen Strom_vausfall anzeigenden Stellung.

Zum Anlassen des Kreiselkompasses durch Handschaltung wird der Zeitschalter 4 in seiner Stellung belassen und der Schalter3 vom Kontakte auf den Kontakt/ geschaltet, wobei jedoch der bewegliche Teil des Schalters 9 gleichzeitig in seine nach links gerichtete Stellung umgeschaltet werden muß. Dies beruht darauf, daß die Kontakte d und / des Schalters 3 die Spule 51 erregen, hierdurch der Schalter 5 geschlossen, der Kreiselkompaß 1 angelassen und gleichzeitig das Relais 8 erregt wird. Hierdurch werden die Kontakte α und c des Relais 8 geschlossen, jedoch wird durch die Verbindung des Kontaktes α das Relais 8 über die Kontakte g und k des Umkehrschalters 9 mit dem jetzt offenen Kontakt α der Kontaktgruppe 42 ein Auslösen der Alarmvorrichtung 11 verhindert. Wenn die Erregung des Relais 8 durch Stromausfall aufhört, werden die Kontakte b und c des Relais 8 und damit der Stromkreis der Alarmvorrichtung 11 über die Kontakte« und/i des Umkehrschalters 9 und die nun geschlossenen Kontakte b und c der Kontaktgruppe 42 geschlossen und Alarmzeichen ausgelöst. Der weitere Betrieb ähnelt demjenigen beim vorstehend beschriebenen automa- _: tischen Anlassen. Das Umschalten des Umkehrschalters 9 in seine nach rechts gerichtete Stellung beendet die Alarmzeichen und überführt das System in'seine ■ die Wiederherstellung der Stromzufuhr anzeigende Stellung. Sobald der Fehler behoben ist, gibt die Alarmvorrichtung 11 entsprechende Warnsignale. Wenn dann der Umkehrschalter 9 in seine nach links gerichtete Stellung zurückgeschaltet wird, hören die Alarmzeichen auf, und das System befindet sich wieder in der den Stromausfall anzeigenden Stellung.

Das vorstehend beschriebene System kann durch Entfernung des Kontaktes / des Schalters 3, d. h. Ersatz des Schalters 3 durch einen normalen An-Aus-Schalter, modifiziert werden. In diesem Falle wird der Zeitschalter 4 so ausgelegt, daß die Kontakte α und c der Kontaktgruppen 41 und 42 normalerweise geschlossen sind, sich beim Einstellen des Zeitschalters auf die gewünschte Zeit öffnen und beim Umschalten nach Ablauf der eingestellten Zeit erneut schließen. Zum Handbetrieb wird der Umschalter 3 entsprechend vom Kontakte auf den Kontaktg geschaltet, wobei die Kontakte α undc der Kontaktgruppen 41 und 42 geschlossen sind.

Der Umkehrschalter 9 befindet sich normalerweise in seiner nach links gerichteten Stellung und wird in seine nach rechts gerichtete Stellung gedreht, wenn der Kreiselkompaß angelassen wird. Beim automatischen Anlassen wird der Schalter 3 nach dem Einstellen der gewünschten Zeit auf dem Zeitschalter 4 vom Kontakte auf den Kontaktg bewegt. Der Umkehrschalter 9 befindet sich normalerweise in seiner nach links gerichteten Stellung, wird jedoch nach rechts geschaltet, wenn der Zeitschalter 4 auf einen gewünschten Zeitraum eingestellt wird.

Wenn die elektrische Kapazität des Kreiselkompasses 1 hinreichend gering ist, kann der Umschalter 3 direkt mit der Stromzuführung des Kreiselkompasses 1 verbunden und der Schalter 5 fortgelassen werden. Wenn die Stromquelle 2 des Schiffes hohe Frequenz aufweist oder der Kreiselkompaß keine Stromversorgung hoher Frequenz erfordert, können der Gleichrichter 6 und der Umformer 7 weggelassen werden. An Stelle des Gleichrichters 6 und des Umformers? können auch beliebige andere Vorrichtungen verwendet werden, welche einen Wechselstrom mit einer Frequenz von etwa 60 Hertz direkt in eine beliebige Stromversorgung hoher Frequenz überführt. Das Zufuhrende des Relais 8 kann an einer beliebigen geeigneten Stelle, beispielsweise am Wechselstromaustritt des Umformers 7 angeordnet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kreiselkompaß-Anlaßschaltung für einen durch eine elektrische Kraftquelle betriebenen, automatisch einschaltbaren Kreiselkompaß, gekennzeichnet durch einen Zeilschalter (4) mit auf ein Schließen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt einstellbaren elektrischen Kontakten (41,42), von denen ein Kontakt (41) in den die Verbindung des Kreiselkompasses (1) mit der Kraftquelle (2) herstellenden Stromkreis geschaltet ist, und durch ein mit diesem Stromkreis verbundenes Relais (8) mit einem normalerweise geschlossenen, bei Stromversorgung des Kreiselkompasses (1) jedoch offenen elektrischen Kontakt (c, b) sowie eine von der den Kompaß betreibenden Kraftquelle (1) unabhängige Stromquelle (10), die über den anderen Kontakt (42) des Zeitschalters (4) und den normalerweise geschlossenen Kontakt des Relais (8) sowie eine damit in Reihe liegende Alarmvorrichtung (11) einen Stromkreis bildet.

2. Kreiselkompaß-Anlaßschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Kontakten (α, b) des Relais (8) und den Kontakten (a, b) der zweiten Kontaktgruppe (42) des Zeitschalters (4) ein Umkehrschalter (9) befindet.