DE176764C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

Gegenstand vorliegender Erfindung bildet

\ eine Vorrichtung zur bestimmung der Hiromelsridiiungcn, welche die dem bis dahin zu diesem Zwecke gebrauchten Kompasse anhaftenden Nachteile vermeiden soll.

Während bei Schiffen z. B. die Kursanzeige

durch die Beobachtung einer ruhenden

• Magnetnadel zu erfolgen pflegt, wird nach der vorliegenden Krfmdung die Phasenver-,Schiebung zweier Wechselströme gemessen, von denen der eine im Felde des Schiffes liegt und dessen Phase damit unvariabel ist,

• während der andere, von einem Erdintuktor her·, orgebracht, sich in seiner Phase nach dem magnetischen Erdfelde richtet. Die Phascnabweichung beider Ströme gibt alsdann ein Maß für die Kursabweichung des Schiffes, wodurch gleichzeitig die Himmelsrichtungen bestimmt werden. Es ist zweckmäßig, den nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Apparat in zwei Teile zu zerlegen, einen »Kursfinder« (Erdinduktor und Wechselstromgenerator) und einen »Kurszeiger« (Drehfeldring und System). Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die Kurszeiger in beliebiger Anzahl an verschiedenen leicht zugänglichen Stellen des Schiffes angebracht werden können, während ein an irgend einer vom Schiffsmagnetismus möglichst unbeeinflauten Stelle angebrachter »Kursfinder« dieselben antreibt. ICs lassen sich auch ebenso L mehrere »Kursfindeni an Bord anbringen, und geben ihre Anzeigounterschicdc ein Mittel zur Behandlung des Deviationsproblems an. . ,

Jn den beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung .veranschaulicht.

Fig. ι bis 3 sind schematische Darstellungen beispielsweiser Ausführungsformen des Apparates nach der vorliegenden Erfindung.

Fig, 4 zeigt eine beispielsweise Ausführungsfonn eines Erdinduktors.

In dem AusiTihrungsbeispiele nach Fig. I treibt der Gleichstrom a, b den Motor c, der als Generator für den Drehstrom e, f, g dient. Synchron mit dem Motor läuft der lirdinduktor d, aus dem der Wechselstrom /;, ;' entnommen und in ein Relais k (z. B. mit schwingender Spule im ruhenden Magnetfelde nach Deprez-d'Arsonval) geleitet wird, das den Drehstrom c, f, g intermittierend macht. Die Leitungen e,f, g enden in einem Dreh feldringe /, in dem sich ein System z. B. eine Nadel m oder dergl. befindet. Wirkt der Drehstrom allein auf "das Drehstrom feld /, so dreht sich die Nadel m im Kreise herum. Da jedoch der Drehstrom bei A^- intermittierend gemacht wird, so resultriert im Drehfeldringe ein lineares Wechselfeld mit bestimmter Orientierung, und die Nadel >;; stellt sich mithin auf einen bestimmten Punkt ein. Liegt das Magnetfeld des Drehstromgenerators in der Längsrichtung des Schiffes und befindet sich dasselbe genau im erdmagnetischen Meridian, so kann keine Phasendifferenz zwischen den

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Strömen beider Generatoren eintreten und muß das von dem Wechselströme des lirdin-■ duktors heeiiilluLHe Relais derart Kontakt gfbcn , als wenn es z. H. von irgend einer dritten Kraft aus gleichphasig mit dem Drehstroinc angetrieben würde. Daraus ergibt sich, daß die Nadel in dem magnetischen \2aximum im Ringe / gegenüber fest stehen bleibt, welcher Punkt hier also der normalen ίο Richtung des Endmagnetfeldes entspricht. \Vird jetzt der Kurs verändert, d.h. verläßt das Schiff den erdmagnetischen Meridian, so ■verschiebt sich damit'natürlich'die Phase-des. Erdinduktors, während die des Drehstromes, wie immer, stehen bleibt. Die. Kontaktschwingungen iles Relais stehen mithin nicht mehr mit der Phase des Drehstromes· im Einklänge und tritt daher ein Kontakt eher oder später wie utiter dem erdmagnetischen Meridian ein. Damit verlegt sich aber das Maximum in dem Ringe /_: nach links oder rechts von tier unter dem erdmagnetischen Meridian markierten Stelle, und ze,igt somit ^: die Nadel m die Phasendifferenz "der beiden Ströme an, oder mit anderen Worten, die Abweichung des Kurses vorn magnetischen Meridian.

Man kann'< auch den Wechselstrom h, i direkt auf ein drehbares System in wirken lassen, welches sich dann je nach der Phasenlage der Ströme e, f, g und h, / in eine bestimmte Lage einstellen wird. Ändert sich jedoch der Kurs des Schiffes oder/ was damit gleichbedeutend ist, der Winkel zwischen der Magnetachse des mit dem Schiffe festgelegten Feldes des Motors oder Drehstromgenerators c und der Magnetachse des Erdinduktors, so wird sich auch die Einstellung des Systems»; ändern, da die Phasenlage der beiden Ströme zueinander eine andere. geworden ist. Diese Veränderung des Systems tn wird nun aber im allgemeinen gleich dem Winkelwerte der Kursänderung sein;

Nach dem .Ausführungsbeispiele Fig. 2 treibt ein Drehstrom e, /, g eines an Bord des Schiffes befindlichen Drehstromgenerators ,einen Drehstrommotor c, mit dessen vertikaler Achse der Erdinduktoroi gekuppelt ist. Dieser erzeugt im erdmagnetischen Felde den Wechselstrom Ii, i, der das Relais A- beeinflußt, das seinerseits auf den Drehstrom ^e'fs> ^w'^e hei dem Ausführungsbeispiele (Fig. 1) wirkt. : ■

Ferner kann (Fig: 3) der beispielsweise 55'pneumatisch angetriebene Motor ρ einerseits den Erdinduktor d und auf derselben Welle andererseits den Drehstromgenerator C antreiben.. Der Strom des letzteren e,f,g wirkt auf den Drchfekiring /, während der Strom /), i ein Relais k beeinflußt. Der von : der Stroni(|uelle ι/ kommende Strom, n, o, ; der die Feldniagiiete des Drehstromgenerators , betätigt, wird diesmal von dem Relais entsprechend becinlhißt. d. h·. intermittierend gcmacht, wie vorher der Drehstrom c, f, μ j selbst, so daß im Drehfeldringe / wiederum die Phasendifferenz zwischen den Strömen des Generators und des Erdinduktors und ! damit die Kursänderung des Schiffes ange- ! zeigt wird.

Verwendet man ^l en Strom des Erdinduktors nur dazu, ein ' Relais zu beeinflussen Oder --- wenn dasselbe von einer dritten Kraft angetrieben — zu regulieren, so wählt man als solches.ein auf eine bestimmte Halbtoureiizahl des Erdinduktors mechanisch abgestimmtes Konsonanzrelais.

Da bei einem derartigen Relais die Elastizität der Feder und damit deren Eigenschwingungen mit der Temperatur verätukr- So lieh ist, so kann man die Relaisfederspannung z.B. durch Joule'scheWärme beeinflussen.

Zu diesem Zwecke schaltet mau die Feder des Relais in einen Stromkreis mit veränderlichem Widerstände ein, damit die Stromstärke reguliert werden kann.

Mit der Stromstärke steigt oder fällt dann die Erwärmung der Feder und umgekehrt damit in einem bestimmten Verhältnisse die Elastizität des Systems bezw. die Eigen- yo frequenz des Relais.

Durch die Befestigung des Kontaktarmes an die Feder des abgestimmten Relais, nicht an das System selbst, treten dieses letztere und der Kontaktarm in ein bestimmtes liewcgungsverhältnis, je nach ihrer der Feder entlang gemessenen Entfernung. Sie schwingen mit Ungleichen Amplituden, befinden sich aber stets zugleich an korrelativen Punkten ihrer Schwingungsbahnen, so z. B.-ioo erreichen beide zugleich die Maximalelongation, obwohl die Elqngationen selbst nicht gleich groß, sondern, auf gleiche Radien bezogen, um so kleiner sind, je näher das schwingende Element dem ruhenden Befestigungspunkte der Feder ist. Zum Kontaktgeben kann das schwingende System den gleichfalls schwingenden Kontaktarm ohne Erschütterung jedesmal im gemeinsamen Augenblicke der beiderseitigen Maximalelongation treffen, oder es wird dem Kontaktarm nur ein kleiner Spielraum zwischen zwei festen Anschlägen (den Kontakten) gelassen, demzufolge eine »Zweitaktschwingung« (abwechselnd langsamer und. schneller mit lieliebig kleinem Unterschiede zwischen beiden Rhytmen) für das System erreicht wird, je nachdem der Kontaktarm gerade über die Feder in ihrer vollen Länge mitspielt oder ^r aber an einen der beiden Anschläge (Kon-

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Claims (5)

t<%kte) anliegt, mithin einen Teil der Feder zu wirken verhindert, und somit die natürliche Frequenz des Relais der unveränderlichen Summe beider konstant wechselnder Tonfrequenzen entspricht (»polyrhytmisches Relais«). LJm noch das Auftreten von Funken an den Relaiskontakten zu vermeiden, läßt sich u. a. ein Selbstunterbrecher in den Lokalstromkreis einschalten, der so eingestellt ist, daß er diesen Stromkreis jedesmal, bevor der Kontakt am Relais geöffnet wird, unterbricht. Ferner'läßt sich natürlich an Stelle des Relais ein uhrwerk mit unabhängigem Antriebe vorsehen, dessen Gang der Erdinduktionsstrom steuert oder aber ein Leiterdispdsitiv mit labil oder empfindlich stabil balancierendem Widerstände (wie an den Empfangsstationen zur Telegraphic ohne Draht). Zu Demonstrationszwecken kommen noch akustische und optische (Lissajou'sche Kurven, rotierende Geisler'sehe Röhren usw.) Anordnungen in Betracht, um die Phasenverschiebung zwischen beiden Strömen zu zeigen. Um trotz der zyklisch verlaufenden Ubertragungsungleichmäßigkeiten eine äquidistante Skalenteilung zu haben, besteht zu diesem Zwecke ein sehr einfaches Verfahren darin — wie z. B. bei den ursprünglichen Drehstromfernzeigevorrichtungen —, am Sende- oder Empfangsapparat oder an beiden zugleich Übersetzungen von unrunden Rädern einzuschalten. Das Radienverhältnis derselben verläuft als funktioneile Beziehungen mit Maxiinis und Minimis reziprok den Maximis und Minimis der Übertragungsungleichmäßigkeiten. ' Eine beispielsweise Ausführungsform des Erdinduktors zeigt Fig. 4. Bei dieser Konstruktion ist die Erdinduktorspule α und a' mit einer eisernen Hohlkugel b — als Kern — drehbar um den festen Vertikalzapfen c gelagert. An diesem festen Zapfen c lagert innerhalb der zweiteilig zusammengesetzten Hohlkugel b das Triebwerk·, welches Kern und Spulen α und i?1 gemeinsam in Rotation versetzt. Wird wie in Fig. 1 ein Gleichstromelektromotor, dem in bekannter Weise noch Wechselstrom entnommen werden kann, als Antrieb verwendet, so resultiert zwischen diesem Wechselströme — etwa einem Dreiphasenstrome — und dem Wechselströme des Erdinduktors eine nach Größe und Richtung den Kursvanationen des Fahr-· zeuges gleichwertige Phasendifferenz, die, von irgendeinem Phasenindikator zum Ausmittelbar erkennen läßt. An Stelle des schwachen Erdinduktorstromes kann ein äquifrequenter stärkerer Strom —. etwa der 35 40 45 Lokalstrom eines durch den Erdinduktor betätigten, abgestimmten oder unabgestimmten Relais, welch ersterer in einer Induktionsspule sekundär wiederum einen Wechselstrom gibt - Verwendung finden. Der Erdinduktor stellt jedoch nur eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dar und kann auch z. B. statt seiner ein vertikalachsiges Inklinatorium oder dergl. zur Erzeugung des Wechselstromes gebraucht werden. Ferner, kann auch der Wechselstrom gegeben sein, der einen im erdmagnetischen !--elde laufenden, und einen in dem magnetischen Felde des Schiffes aufgestellten Motor antreibt. An den sich ergebenden Gangunterschieden beider Motoren hat man ein Maß zum Messen der Kursabweichungen. Ρλ τ ε ν τ. - A ν s r κ ü c H E:

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Himmelsrichtungen als Kompaßersatz, dadurch gekennzeichnet, daß zwei synchron laufende Induktoren, von denen der eine im erdmagnetischen Felde, der andere (Generator, vorteilhaft Drehstromgenerator) in einem im Fahrzeuge festliegenden Felde rotiert, Wechselströme erzeugen, deren Phasenverschiebung ein Maß für die Kursabweichung des Fahrzeuges bildet.

2. Ausführungsform der Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß durch ein von dem Wechselstrome des Erdinduktors beeinflußtes oder — wenn pneumatisch oder dergl. augetrieben — reguliertes Relais der Drehstrom des Generators intermittierend gemacht wird, so daß ein in einem Drehfeldringe drehbar gelagertes System oder dergl. oder einer Anzahl solcher die Phasendifferenz beider Ströme und damit den Schiffskurs anzeigt.

3. Ausführungsform der Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Erdinduktor beeinflußte Relais den von einer Stromquelle herkommenden Gleichstrom der Feldmagnete des Drehstromgenerators intermittierend macht, so daß das im Drehfeldringe ruhende System oder dergl. die Phasenverschiebung beider Wechselströme angibt.

4. Ausführungsform der Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische, pneumatische oder dergk betriebene Kontaktapparat (Relais) oder Motor mit einem federnd schwingenden System mit besonderer Kontaktvorrichtung an .diesem versehen ist, dessen natürliche Frequenz

nahezu oder ganz gleich dor Frequenz eines variierenden, elektromagnetischen. pneumatischen oder dergl. Betriebsstromes abgestinynt ist.

5. Ausiührungsforni der Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenii/.eMi-

Hierzu 1 I !Nut net. dal.i das schwingende System zwecks Variation der natürlichen Frequenz durch JoulesYhe Wärme becinfliil.il wird, dadurch, daLi die Feder des Relais in einem Stromkreise mit veränderlichem Widerstände eingeschaltet wird.

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