DE193708C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ml93708 -

KLASSE 42 c. GRUPPE

HERMANN GERCKE in BERLIN.

wirkender Einflüsse.

Zusatz zum Patente 178528 vom 1. August 1903.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. April 1906 ab. Längste Dauer: 31. Juli 1918.

Die Erfindung-betrifft eine Abänderung der in der Patentschrift 178528 erläuterten Vorrichtung zur Aufhebung ablenkend auf die durch das Erdmagnetfeld festgelegte Richtung eines Magneten oder Magnetsystems wirkender Einflüsse, die insbesondere bei Kompassen selbsttätig die etwaige Deviation kompensieren soll. Während nach dem Hauptpatent der entgegenwirkende ungleicharmige Pol in dem Polschuh zwischen dem auf Ablenkung beeinflußten Teil und dem ablenkenden Pol erzeugt wird, wird nach der vorliegenden Erfindung ein gleicharmiger kompensierender Pol geschaffen, welcher aber auf der dem ablenkenden Magnetfelde abgekehrten Seite liegt. Hierdurch wird vermieden, daß die den kompensierenden Pol in Richtung ihrer Lage erzeugenden Teile unter der Einwirkung des ablenkenden Poles über letzteren Pol hinaus ausschlagen und dadurch eine schnelle und sichere Einstellung der Magnetnadel verhindern. Die Erzeugung des kompensierenden Poles auf der dem ablenkenden Pol abgekehrten Seite des Magneten bedingt eine von der Anordnung nach dem Hauptpatent abweichende Einrichtung, die aus dem Hauptmagnetsystem, einem Hilfsmagnetsystem, welches beim Auftreten ablenkender Einflüsse durch später näher erläuterte Mittel in der Ablenkung des Hauptsystems entgegengesetzter Richtung abgelenkt wird, und einem dritten Magnetsystem besteht, welches seinerseits das Hauptmagnetsystem und das Hilfsmagnetsystem mit dem Erfolge beeinflußt, daß die Ablenkungen beider aufgehoben werden.

Das Hilfsmagnetsystem und das . zweite, das Zwischenmagnetsystem, bilden bei Kompassen gewissermaßen einen Kompaß im Kompaß. Um die' Wirkungsweise der Vorrichtung besser verständlich zu machen, ist das System und seine Wirkung in den Fig. 1 bis 9 schematisch veranschaulicht. Die Fig. 10 bis 20 zeigen die Gesamtanordnung einer derartigen Einrichtung bei einem Kompaß bzw. Teile dieser Anordnung. Fig. 10 ist ein senkrechter Schnitt durch den ganzen Kompaß, Fig. II eine Oberansicht mit gestrichelten Spulen bzw. Anker, Fig. 12 ein senkrechter Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 10. Fig. 13 ist das Schema des Stromlaufes. Fig. 14 zeigt Einzelheiten der Achse in zwei um 90° gegeneinander verdrehten Stellungen. Fig. 15 ist eine Oberansicht der Fig. 14. Fig. ιό zeigt die Anordnung der senkrechten Zwischenmagnete J f_x in Seitenansicht und Oberansicht, Fig. 17 die gleichen Ansichten des oszillierenden Hilfsmagneten a. Fig. 18

und 19 zeigen Reguliervorrichtungen, Fig. 20' eine abweichende Lagerungsform des Hilfsmagneten a.

In Fig. ι ist α ein drehbar aufgehängter Magnet, der, wenn nicht abgelenkt, mit seinem Nordpol nach Norden zeigt, bei Ablenkung durch das Element — E aber gegen den Kontakt b stößt. Hierdurch wird ein elektrischer Strom geschlossen, der einen Motor gegen den Zeiger der Uhr in Drehung versetzt, wie es der Pfeil andeutet. Da durch den Motor auch der Kontakt b gedreht wird, und b gegen α anliegt, wird auch a in gleichem Sinne gedreht. Diese Drehung hält so lange an, bis der negative Pol von a das negative Feld (oder den Pol) E passiert (Fig. 2). In diesem Augenblicke wird die Drehung von α durch die abstoßende Wirkung der gleichen Pole beschleunigt. FoIglieh hebt sich α vom Kontakt b ab, unterbricht den Strom und die Drehung des Motors hört auf. Nunmehr stößt α gegen den Kontakt b. -Der wieder geschlossene Strom dreht den Motor jetzt aber mit dem Zeiger der Uhr, wie es der Pfeil in Fig. 3 anzeigt. Diese Drehung hält an, bis wieder die negativen Pole von α und E aneinander vorbeikommen, worauf wieder ein Unterbrechen des Stromes, ein Schließen des Kontaktes b und ein Umkehren der Drehrichtung erfolgt. Der negative Pol von α wird somit gezwungen, gegen den gleichnamigen Pol hier von E zu oszillieren.

Denkt man sich den Magneten α mit seinem negativen Pol nach Norden eingelegt (Fig.4), so wird der negative Magnetismus des Nordpols der Erde an Stelle des Elements E treten und mit Hilfe der erwähnten Vorrichtung den Magneten α zwingen, mit seinem negativen Pol nach Norden zu oszillieren.

Setzt man nun den Magneten α mit der Kontaktvorrichtung und dem Motor in die Mitte einer Kompaßrose (Fig. 5), so werden die positiven Pole der beiden in Linie angeordneten Rosenmagnete c nach Norden zeigen, das Hilfssystefti dagegen wird mit seinem negativen Pol gegen die negativen Pole der nördlichen Magnete oszillieren (Fig. 5), d. h. also auch gegen den negativen Erdmagnetismus des Nordpols.

Tritt nun eine ablenkende Kraft — E auf

(Fig. 6), so werden beide Systeme nach

\ Osten abgelenkt werden, nämlich der positive Pol des nördlichen Rosenmagneten C durch Anziehung vom negativen Ei der negative Pol von α dagegen infolge der Wirkung des Motors, welche, wie erläutert, das Gegeneinanderschwingen gleichnamiger Pole hervorruft.

Um nun, wie es in Änderung des Hauptpatentes beabsichtigt ist, α zu zwingen, eine entgegengesetzte Ablenkung wie der Rosen-' magnet c einzunehmen, ist zwischen α und die Rosenmagnete c ein weiteres Magnetsystem eingelegt, in welchem die Magnete/^₁ senkrecht stehen (Fig. 7 und 8).

Zeigen (Fig. 8) die Rosenmagnete c mit _t ■ ihren positiven Polen nach Norden, so legen sich die oberen Pole von Jf₁ an die ungleichnamigen inneren Pole von c, und a oszilliert mit gleichnamigen Polen nunmehr gegen die oberen Pole von f f_L- So ist a wieder gezwungen, mit seinem Nordpol nach Norden zu zeigen, also wieder in seine normale Lage gebracht.

Wenn jetzt (Fig. 9) ein ablenkendes Element — E auftritt, so wird c nach Osten abgelenkt, f f_x wird wegen der senkrechten Lage der Magnete garnicht abgelenkt und a wird nach ganz geringem Ausschlag nach Osten wieder wie in Fig. 1 bzw. 2, gegen Kontakt b stoßen, d. h. durch die Tätigkeit des Motors nach Westen abgelenkt werden. Jetzt wirken also die positiven Pole von a und f auf den negativen Pol des nördlichen Rosenmagneten, bzw. die negativen Pole von α und J₁ auf den positiven Pol des südlichen Rosenmagneten gemeinsam auf .Rückdrehung der ■ Rosenmagnete c in die magnetische Nordsüdlinie. Der Einfluß von f fj auf c ist schon an sich größer, als derjenige von E auf c, ebenso wie auch der Einfluß von f f-y auf α größer ist als derjenige von E auf a. Es wird also nicht nur c nach links, sondern auch ά nach rechts herum wieder in die Nordsüdlinie (Fig. 8) gezwungen, d. h. die Deviation wird aufgehoben. Das gute Arbeiten des Apparates hängt von der richtigen Stärke der Magnete ab.. Es ist sehr schwer, jedem Magneten die richtige magnetische Kraft zu geben. Aus diesem Grunde ist ein weiteres Hilfssystem dem Apparate hinzugefügt. Dieses System besteht aus zwei senkrechten Elektromagneten d und d_{, die unterhalb f J₁ angebracht sind (Fig. 7). Diese Elektromagnete werden im Nebenstrom erregt, sobald die Kontakte b oder ^₁ geschlossen werden und haben, da sie mit der Achse des Ankers fest verbunden sind, dieselbe Bewegung wie der Magnet a. Darum beeinflussen sie α nicht, wohl aber/ und c. Wenn f zu träge ist, so kann man durch Ein- bzw. Ausschalten von Widerstand, der mit d in Serie liegt, die Pole von d schwächen oder stärken. Durch Umdrehen des Stromes und folglich Umdrehen der Polarität von d und J₁ kann man den Einfluß von d auf f und c in jeder beliebigen Form ändern. Wenn z. B. der obere Pol von d in Fig. 7 links negativ ist, und α wie in Fig. 9 abgeletlkt ist, so wird f nach rechts abgelenkt werden, weil der obere negative Pol von d

den unteren negativen Pol von f (in Fig. 9 durch — bezeichnet) abstößt. Wird der Strom umgekehrt, so wird auch die Polarität von d und Ii₁ umgekehrt, und statt der abstoßenden Wirkung wird eine anziehende eintreten.

An der Hand der Fig. 10 bis· 20 soll nunmehr eine derartige Einrichtung bei einem Kompaß beschrieben werden. Zwei Magnete c c sind an der Rose befestigt. Die Rose wird von der Pinne e getragen, welche mit der äußeren Haube g angeordnet ist. Letztere ruht auf dem Boden des Kompaßfußes über der Eisenplatte h, welche die äußeren Enden der Spulen i verbindet. Zwischen den inneren Enden der Spulen i liegt der Anker k, welcher mit zwei Wicklungen versehen und an der Achse/ befestigt ist, die mit ihrem unteren Ende in einem Lager der Bodenplatte des Kompaßkessels liegt. Das obere Ende der Achse liegt in einer sich aus dem Deckel der inneren Haube m nach unten erstreckenden \'ertiefung. Die Spulen i und der Anker k bilden zusammen mit dem Kollektor n, den Bürsten 0 und O₁, dem Arm p, den Kontakten b und b_x, den Schleifringen q q_x q₂, den Schleiffedern r T₁ r₂ und der Batterie den Motor (Fig. 10 und 12). Der· Zwischenraum zwischen der äußeren Haube g und der inneren Haube in ist mit Glyzerin, Alkohol oder einer Mischung je einer dieser Flüssigkeiten mit Wasser angefüllt. In diese Flüssigkeit tauchen die unteren Enden der senkrechten Magnete^₁Z₁ ein. Es wird hierdurch verhindert, daß das System ff_x in Drehung gerät, wenn man den elektrischen Strom anstellt. Die Achse / trägt an ihrem oberen Ende einen Rahmen I₁ (Fig. 10, 12 und 14), der zur Aufnahme der Achse s des Hufeisenmagneten α dient (Fig. 20). Der Rahmen I_x steht auf einer Platte t (Fig. 14), welche die Kontakte b und b_v sowie eine kleine Stange u trägt, auf welcher der Arm ρ wagerecht beweglich angebracht ist, der in seiner Mitte durchlocht ist, um für die Achse 5 des Hufeisenmagneten α Platz zu schaffen (Fig. 10 und 20). An einem Ende trägt der Arm ρ ein Kontaktplättchen, das je nachdem an die Kontakte b oder b_x stößt. Das andere Ende von ρ trägt ein Gegengewicht, und wird von einer vom Hufeisenmagneten α abwärts zeigenden Gabel- umfaßt (Fig. 17 und 20).

An der Platte t sind zwei Arme befestigt, welche die Elektromagnete d und d_x tragen (Fig. 14). Von der Platte t erstrecken sich ferner die Bürsten 0 und O₁ nach unten, die am Kollektor η schleifen (Fig. 12).

Die den Anker k tragende Achse I ist von der Platte: t nach unten zu hohl zur Aufnähme der nicht dargestellten Leitungsdrähte, welche einerseits, von den Schleifringen q q_x und q.₂ mit Hilfe der kleinen um die Stange u liegenden Spiralfeder ν (Fig. 14) nach dem Arme ρ und den Kontakten b und b_x, andererseits nach den Elektromagneten d und d_x sowie nach dem Kollektor η und den Spulen i führen.

Die Magnete / und./j (Fig. 16) sind an ihren unteren Enden mittels eines Messingoder Aluminiumringes w, an ihren oberen Enden mit einem Querbalken verbunden, in dessen Mitte sich die nach unten erstreckende Pinne χ befindet, die in der abwärts ruhenden Vertiefung im Deckel der inneren Haube m ruht.

Der Stromlauf (Fig. 13) ist folgender:

Vom positiven Pole der Batterie durch Schleiffeder r, Schleifring q, eine (oder die andere) Wicklung des Ankers k, nach. Kontakt b (oder bj), nach Arm p, Spiralfeder v. Hier teilt sich der Strom. Ein Teil fließt durch Bürste 0 nach dem Kollektor«. Hier teilt sich der Strom abermals. Ein Teil fließt durch die Hälfte der -Spulen i in einer, der andere Teil fließt durch die andere Hälfte der Spulen in der entgegengesetzten Richtung, wodurch beide Hälften der Spulen in entgegengesetztem Sinne erregt werden. Beide Teile des Stromes vereinigen sich wieder in dem gegenüberliegenden Segment des KoI-lektors n, wo die Bürste O₁ anliegt. Der Strom fließt nun von diesem Segment des Kollektors η nach dem Schleifring q_v Schleiffeder T₁ nach dem negativen Pole der Batterie. Der vorhin genannte andere Teil des Stromes, welcher bei ν abzweigte, fließt durch die Elektromagnete d und d_x nach dem Schleifring q.₂, nach der Schleiffeder r₂, durch einen veränderlichen Widerstand und ebenfalls nach dem negativen Pol der Batterie. .

Die Pole von α und d müssen so genau wie möglich untereinander liegen, so daß der Weg von α (und folglich auch p) von seiner Mittellage bis zu jedem Kontakte b und b_x derselbe ist. Zur genauen Regelung dient die aus Fig. 18 ersichtliche Vorrichtung. Die Platte t ist aus zwei aufeinanderliegenden Zeilen derart zusammengesetzt, daß mit Hilfe des Kammrades \ und der Schraube ^₁ die eine Hälfte gegen die andere verdreht werden kann.

Wenn es nötig wird, den Weg von ρ zwischen b und b_x zu verändern, so kann dieses durch Drehen der Schraube {₃ geschehen, wodurch die kleine Platte \.₂, welche die Kontakte b und b_x trägt, der Stange u genähert oder entfernt wird, so daß der Weg von ρ zwischen b und b_x vergrößert bzw. verkleinert wird.

Es ist auch eine Vorrichtung zur Regelung der Bewegung des Motors vorgesehen (Fig. 19). Sind die beiden Wicklungen des Ankers k

Claims (2)

nicht gleich und folglich die Erregung verschieden, so wird auch der Motor verschieden schnell drehen. Während aber die Polarität des Ankers wechselt, bleibt die Polarität des Feldes dieselbe. Es ist hier auf den Unterschied gegenüber gewöhnlichen Motoren aufmerksam zu machen. In dem hier benutzten Motor dreht sich nicht allein der Anker, sondern auch das Feld. Da nun die Erregung des Ankers verschieden sein kann, so ist der Kollektor, wie dargestellt, mittels nicht besonders bezeichneten Kammrades und Schraube verdrehbar gemacht worden. Hierdurch wird die Lage des Ankers zum Felde entsprechend geändert, d. h. je nach der stärkeren oder schwächeren Erregung des Ankers eine ungünstigere oder günstigere Lage geschaffen. Die günstigste Wirkung in einem Elektromotor ist erfahrungsgemäß dann vorhanden, wenn die magnetischen Achsen des Ankers und des Feldes einen Winkel von etwa 75°.bilden.' Dieser Winkel läßt sich für beide Drehrichtungen im vorliegenden Falle nicht anbringen. Dreht nun der Anker bei dem hier beschriebenen Motor, z.B. in dem einen Sinne leichter und schneller wie in dem anderen, so verschiebt man den Kollektor links herum. Nun wird der Winkel zwischen den magnetischen Achsen für Linksdrehung größer wie 900, für Rechtsdrehung kleiner wie 900. Für Rechtsdrehung wird mithin der Winkel günstiger, für Linksdrehung ungünstiger. Folglich wird die Linksdrehung eine langsamere, die Rechtsdrehung eine raschere werden. Die Rechtsdrehung wird mithin durch Drehung des Kollektors und damit des Feldes zu ungunsten der Linksdrehung begünstigt. Solchergestalt kann man ein gleichmäßiges Arbeiten des Motors nach beiden Seiten erreichen. Die Lagerung des Magneten α kann auch, wie aus Fig. 20 ersichtlich, derart erfolgen, daß er auf der als Pinne ausgebildeten Achse s ruht. Pate nt-A ν Sprüche:

1. Vorrichtung zur Aufhebung ablenkend auf die durch das Erdmagnetfeld oder eine andere Kraft festgelegte Richtung eines Magneten oder Magnetsystems wirkender Einflüsse nach Patent 178528, insbesondere für Kompasse, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor das innerhalb des Hauptmagnetsystems angeordnete Hilf smagnetsystem, welches · sich mit seinen Polen gleichnamigen Polen eines weiteren Zwiscbenmagnetsystems gegenüber zu legen trachtet, beim Auftreten ablenkender Einflüsse in der dem Hauptmagnetsystem entgegengesetzten Richtung dreht bzw. ablenkt, um dort einen auf Rückdrehung des abgelenkten Hauptmagnetsystems wirkenden, dem ablenkenden Pol gleichnamigen Pol zu erzeugen.

2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zwischen das Haupt- (c) und das Hilfsmagnetsystem (a) eingeschaltetes Zwischenmagnetsystem aus senkrechten Magneten (ff-J und die Anordnung von Elektromagneten (d dj gegenüber dem Hilfsmagnetsystem (α), so daß das Zwischenmagnetsystem (ff) und die Elektromagnete (d dj gemeinsam auf Rückdrehung des nach verschiedenen Seiten ■ abgelenkten Haupt- und Hilfsmagnetsystems c bzw. a in die Normallage wirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.