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Publication number: DE246236C
Application number: DENDAT246236D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

M 246236 KLASSE 74 b. GRUPPE

Durch die Veröffentlichung von C. L.Weber in der »Elektrotechnischen Zeitschrift« 1901, Seite 403 bis 405 ist ein Verfahren zur Erkennung und Übertragung der Richtung des erdmagnetischen Feldes (Kompaßübertragung) bekannt geworden, welches darin besteht, einem dauernd rotierenden Erdinduktor durch zwei Bürstenpaare oder drei Bürsten Ströme zu entnehmen, die zwei oder drei Komponen-

xo ten des Erdfeldes entsprechen. Diese Ströme werden in der Anzeigevorrichtung z. B. zu einem resultierenden Felde zusammengesetzt, in dessen Richtung sich eine gegen das Erdfeld geschützte Magnetnadel einstellt, deren Richtung dann der relativen Lage des Erdfeldes entspricht.

Das Verfahren der Erfindung beruht auf dem gleichen allgemeinen Prinzip, das Erdfeld in zwei Komponenten zu zerlegen, ist jedoch sowohl für den erwähnten Erdinduktor als . auch für Kompaßnadeln anwendbar. Es soll für den auch praktisch einfachsten Fall der Zerlegung in zwei Komponenten und zunächst für Kompasse beschrieben werden.

Zum Nachweise der beiden zueinander senkrechten Komponenten des Erdfeldes dienen die beiden Kompaßnadeln n_x n_% (Fig. 1), die senkrecht zueinander und zwischen den Kontakten P₁ q_t bzw. P₂ q₂ so angeordnet sind, daß sie nur kleine Ausschläge machen können. Hat das Erdfeld z.B. die durch den Pfeil N-S angedeutete Richtung, so würden die Nadeln zunächst die gezeichnete Stellung ein- ^bmen. Die Berührung der Kontakte be- ^ aber, ähnlich wie bei Spannungsregula-Zellenschalter, durch Vermittlung von (nicht dargestellten) Zwischenrelais und Servomotoren oder auf ähnliche Weise die Bewegung der voneinander unabhängigen Schieber W_x W₂ des Potentiometers w. Die von diesem gelieferten positiven oder negativen Ströme durchfließen die neben den Kompassen aufgestellten eisenfreien Spulen C₁ bzw. c_2> und ihre Stärke ändert sich so lange, bis die Nadeln in ihre Mittellage zurückkehren, also das Erdfeld für sie kompensiert ist.

Ändert das Erdfeld seine relative Lage, z. B. im Sinne des Uhrzeigers, so wird die Nadel W₁ den Kontakt q_v die Nadel M₂ den Kontakt q₂ berühren, die Potentiometerschieber führen eine kleine Bewegung aus, und die geänderten Kompensationsfelder bringen die Nadeln wieder in die Mittellage.

Sind die beiden Nadeln gleich stark und die ihnen entsprechenden Spulen usw. gleich angeordnet, so ist das Verhältnis der beiden Potentiometerströme gleich dem Verhältnis der Erdfeldkomponenten; sie lassen sich daher in der Anzeigevorrichtung e in bekannter Weise zusammensetzen. Von derartigen Empfängern können natürlich auch mehrere parallel oder hintereinander geschaltet werden.

Die beiden Kompaßnadeln müssen, was nicht ganz leicht ist, so angeordnet sein, daß sie sich gegenseitig nicht merkbar beeinflussen. Nötigenfalls können Restfehler durch kompensierende Stahlmagnete o. dgl. ausgeglichen werden. Vorteilhafter ist daher die Verwendung eines Erdinduktors, bei welchem zwei von den beiden Komponentenströmen durchfjc&sene polarisierte Relais die' Kompaßkontakte crdie beiden Ktiflb^

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• sind dann, um 90 ° versetzt, wie Feldmagnetspulen neben dem Erdinduktor anzubringen. Die Verwendung des Erdinduktors ermöglicht jedoch eine viel günstigere Schaltung, die in Fig. 2 dargestellt ist. Der Erdinduktor besteht z. B. aus zwei Spulen s, S₂, die mit je einem zweiteiligen Kollektor fr, bzw. 6₂ verbunden sind. Die Kollektoren (oder die Bürsten) sind um 90° gegeneinander verscho-

»0 ben. Die von beiden Bürstenpaaren gelieferten Ströme werden zu je einem polarisierten Relais r_x r_s geleitet, wozu drei Leitungen genügen. Die Kontakte der beiden Relais entsprechen den gleichnamigen Kontakten der Fig. χ und bewirken, wie dort beschrieben, die Einstellung der beiden Schieber des Potentiometers w. Die Abzweigwiderstände Z₁ bzw. z_t liegen gleichzeitig in den Induktor- und Potentiometerstromkreisen, und wenn die

so durch die Potentiometerströme an den Enden dieser Widerstände erzeugten Spannungen gleich den Induktorspannungen sind, wird der Induktorstrom zurückgedrängt und die Relais stellen sich wieder in die Mittellage ein.

Das Verfahren ist also eine Nullmethode und als solche sehr empfindlich. Dadurch, daß dem Induktor kein Strom entnommen wird, vermeidet man auch eine Verzerrung des Erdfeldes durch Ankerrückwirkung.

. Die Potentiometerströme werden durch die getrennten Galvanometer g, und g₂ gesandt oder zu dem oben beschriebenen Empfänger e geführt. Je stärkere Potentiometerströme man zu erhalten wünscht, desto kleiner müssen beim gleichen Erdinduktor die Widerstände Z₁ Z₂ gewählt werden.

Die Stellung der Potentiometerschieber kann auch mechanisch zu einer der Richtung des Erdfeldes entsprechenden Resultante zusammengesetzt werden. Man benutzt z. B. statt

eines Potentiometers mit zwei Schiebern nach Fig. 3 zwei getrennte, senkrecht zueinander aufgestellte Potentiometer w w. deren Schieber W_x w₂ mit Winkeln ^₁ y, *₂ y₂ starr verbunden sind. Die Schenkel y_t y₃ dieser Winkel sind

als Kulissen ausgebildet und ebenso der in einen festen Punkt drehbare Zeigern. Durch diese Kulissen geht ein Stift, so daß sich der Zeiger A in die Resultante, das ist in die Richtung des Erdfeldes, einsteilt; Seine Stellung kann auf beliebige bekannte Weise auf eine Anzahl von Empfängern übertragen werden. " : ' / .V ■'.■■'■ -,-^-'^: ^:'^r/'^;;^: - - ' ■ ■' -■ An Stelle der beschriebenen Potentiometer, welche aus Widerständen mit Schiebern bestehen, können auch andere Einrichtungen benutzt werden, z. B. Zellenschalter oder Gleichstromdyaamos, bei welchen die Bürsten verstellt werden. .

Claims

Patent-Ansprüche:

x. Verfahren zur Anzeige der Richtung des erdmagnetischen Feldes und deren Übertragung, wobei die Aufnahmevorrich- 6s rung (mehrfacher Kompaß, Erdinduktor) auf zwei oder mehrere Komponenten des Erdfeldes empfindlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung unmittelbar (beim Kompaß) oder dufch Vermittlung von Relais (beim Erdinduktor) die Einstellung einer zwei· oder mehrfachen elektrischen Korapensationsvorrkhtung auslöst, welche Ströme liefert, die entweder die einzelnen Komponenten des Erdfeldes mittete eisenfraer» bei der Aufnahmevorrichtung aufgestellter Spulen kompensieren oder (beim Erdinduktof) die von ihnen erzeugten Spannungen.

¹Z. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsströme bzw. ihnen proportionale Ströme im Empfänger zu einem der Richtung des Erdfeldes entsprechenden orientierten Drehfelde zusammengesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die luchfung des Erdfeldes aus 4er Stellung der die Kompensationsströme regelnden Glieder (Föten* tiometerschieber) erkannt und in beliebiger bekannter Weise auf die Empfänger übertragen wird.

Hierzu t Blatt Zeichnungen.