DE307176C - - Google Patents

Description

Bei Apparaten, die zur Anzeige oder ganz allgemein zur Verarbeitung einer z. B. mit der Zeit variablen Größe oder von aus solchen Größen' abgeleiteten Werten bestimmt sind, ist es erforderlich, die Geräteteile dauernd auf einer Einstellung zu halten, die dem jeweiligen Momentanwert der Variablen entspricht. Diese" Aufgabe liegt z. B. vor, wenn für ein Geschütz die Entfernung des sich nähernden oder entfernenden Zieles oder die daraus abzuleitende Aufsatzeinstellung angegeben werden soll. Die Entfernung selbst kann im allgemeinen nicht fortlaufend, sondern nur hin und wieder gemessen werden, und es muß daher eine besondere' Einrichtung geschaffen werden, mittels.welcher das anzeigende Gerät auch in der Zeit zwischen den Messungen möglichst den in jedem Augenblick vorliegenden Entfernungen ent-

■ . sprechend eingestellt wird. Natürlich muß dabei vorausgesetzt werden, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen Ziel und Geschütz konstant und demnach gleich dem Betrag ist, . der sich aus zwei aufeinanderfolgenden Entfernungsmessungen und der dazwischen liegen- den Zeit ergibt. Dieser Geschwindigkeit entsprechend werden die betreffenden Geräteteile fortlaufend nachgestellt.

Nach der vorliegenden Erfindung geschieht diese Nachstellung durch an. sich bekannte elektromagnetische Vorrichtungen, deren Regelung bzw. Einschaltung durch Kontakte bewirkt wird, die von der Ankerachse eines Elektrizitätszählers gesteuert werden. Die Nachstellung des Geräteteils erfolgt dann mit einer Geschwindigkeit, die in einem konstan- ³^ ten Verhältnis zu der des Zählerankers steht. Die Regelung des Nachschubs ist damit auf die Aufgabe zurückgeführt, die Geschwindigkeit des Zählerankers der Änderung der betreffenden Variablen anzupassen. Die>e Anpassung kann auf einfache Weise.mit ,großer Genauigkeit durchgeführt werden.

Fig. j. zeigt eine Ausführungsform, des Verfahrens. Der Ampere- oder Voltstundenzähfer Z erhält seinen Ankerstrom von einer Spannung k, die von einem stromdurchflossenen Meßdraht D zwischen einem festen Punkt 0 und einem verschiebbaren Kontakt 5 mittels ■ des letzteren abgegriffen wird. Die Ankergeschwind.gkeit ist der Spannung k, letztere . wesentlich dem Abstand der Punkte 0 und S ' auf dem Meßdraht D proportional. Stellt man diesen Abstand proportional der beobachteten zeitlichen Entfernungsänd^rung von Hand nach

• ds

den Angaben eines den Wert (z. B. —) anzeigenden Meßgerätes ein, so ■ entsteht eine der letzteren proportionale Ankergeschwindigkeit. Zum Verstellen der Geräteteile reicht indessen das. schwache Drehmoment des Zählerankers A im allgemeinen nicht aus. Daher wird von dem Anker ein Kontaktapparat C angetrieben, der bei der gewählten Ausführungsform drei Leitungen in zyklischer Reihenfolge kurzschließt. Diese Leitungen führen zu der dreiphasigen Ankerwicklung einer Syn,chronma-

schine M, deren Magnet durch Wechselstrom erregt ist. Durch den vom Zähleranker A angetriebenen Kontaktapparat C wird jeweils eine »Phase« der Ankerwicklung kurzgeschlossen. Der wechselstromerregte Magnet dreht sich unter dem Einfluß des beim Kurzschluß zunächst entstehenden Stromes mit großer Kraft in die Lage, in der keine Spannung in der kurzgeschlossenen »Phase«' erzeugt wird,

ίο und folgt auf diese Weise genau und auch dem Richtungssinne nach der vom Kontaktapparat C des Zählers Z ausgeführten Bewegung. Die Achse m des Wechselstrommagnets wird durch Zahnräder o. dgl. mit der nicht dargestellten Verteilungseinrichtung des betreffenden Geräteteils gekuppelt; er besitzt genügende Kraft, um auch schwer bewegliche Geräteteile nachstellen zu können. Natürlich muß der Kontaktapparat C, damit er den Gang des Zählerankers A nicht beeinflußt, sehr zart ausgeführt werden. Will man ihm die Schaltung der immerhin beträchtlichen Kurzschlußströme nicht zumuten, so schaltet man zweckmäßig in an sich bekannter Weise Relais zwischen den Kontaktapparat C und die Phasenleitungen.

Bei der beschriebenen Einrichtung ist die entstehende Verstellungsgeschwindigkeit außer von der Einstellung des Kontaktes S auch noch von dem den Meßdraht durchfließenden Strom abhängig. Vorkommende Schwankungen - der diesen Strom liefernden Spannung werden sich auf die Verstellungsgeschwindigkeit übertragen.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung hilft diesem Übelstand ab. Das Feld des Voltstundenzählers Z wird hier nicht durch einen Dauermagneten, sondern durch einen Elektromagneten erregt, der seinen Magnetisierungsstrom von der gleichen Stromquelle erhält, die auch den Meßdraht speist. Fällt die Spannung dieser Stromquelle, so geht mit der Meßdrahtspannung zugleich die Feldstärke des ■ Zählermagnets zurück. Die Relativbeträge der Änderungen sind ,gleich, solange man auf dem geradlinigen Teil der ■ Magnetisierungskurve bleibt. Letzteres ist für weite Grenzen erreichbar, wenn man den Luftwiderstand des Magnets genügend groß und seine Eisensättigung klein macht. Besonders vorteilhaft ist die in Fig. 2 dargestellte Reihenschaltung von Magnetwicklung und Meßdraht, da dann der Strom in beiden stets unbedingt gleich ist, während bei Parallelschaltung das Verhältnis der in der Magnetwicklung bzw. im Meßdraht fließenden Ströme der Änderung unterliegen würde, die bei Schwankungen des Widerstandsverhältnisses entstehen. Solche Schwankungen sind bei Auftreten von Temperaturänderungen ohne weiteres gegeben. Sie müßten durch Manganin -Vorschaltungen auf ein zulässiges Maß heruntergedrückt werden, wodurch abei gleichzeitig eine sehr erhebliche Steigerung des Energiebedarfs entsteht.

Die Herstellung der dem Zähleranker Z zuzuführenden Spannung geschieht zunächst auf die oben beschriebene Art, indem der Kontakt S von Hand auf die Einstellung gebracht wird, die der anderweitig bestimmten zeitlichen Entfemungsänderung entspricht. Es ist aber auch ein selbsttätig arbeitendes Verfahren anwendbar. Zu dem Zweck wird mit einer Vorrichtung, an der die von Messung zuMessung mitgeteilten Entfernungen durch Proportion al verschiebung eingestellt werden, der Schleifkontakt 5 derart gekuppelt, daß sein Abstand vom Punkt 0 des Meßdrahtes der Differenz zweier aufeinanderfolgenden . Entfernungsmeßwerte proportional ist. Legt man dann in den Kreis des Amperestundenzählers einen Widerstand, dessen Betrag durch ein Uhrwerk so geregelt wird, daß der Gesamtwiderstand dieses Kreises der vom Zeitpunkt der ersten Messung jeweils verflossenen Zeit proportional ist, so w'rd die Ankergeschwindigkeit des Zählers . für beliebige Zeitabstände der beiden Messungen der mittleren Entfernungsänderung proportional.

Eine besondere Aufgabe entsteht, wenn die Verstellungsgeschwindigkeit des Geräteteils in anderer Beziehung als der der einfachen Proportionalität zu der Variation der entsprechenden Variablen oder zu der letzteren selbst stehen muß. Um auch in diesem Fall die Aufgabe mit einer der Variation proportionalen Kontaktverschiebung zu lösen, erhält der Meßdraht nicht konstanten, sondern in geeigneter Weise variierenden Querschnitt.

Diese Anordnung ist aus Fig. 3 erkennbar, die als Beispiel eine Vorrichtung zur fortlaufenden Nachstellung eines Aufsatztelegraphen für Geschütze ' darstellt. Die mit einem derartigen Telegraphen zu gebende Visiererhöhung ist keine geradlinige Funktion der Entfernung, sondern besitzt den in Fig. 3 a wiedergegebenen Charakter. Danach wächst die Erhöhung schneller als die Entfernung, und daher muß auch die einer bestimmten Entfemungsänderung entsprechende Verstellungsgeschwindigkeit mit, der eingestellten Entfernug oder mit der zügehörigen Erhöhung zunehmen. Sie ist für irgendeine Entfernung gegeben durch den Ausdruck

-j-'-j-. Der Beziehung-y-=/(ε) wird Rechnung

getragen durch den variierenden Querschnitt des Meßdrahtes D, der in Fig. 3 durch einen Blechstreifen von wechselnder Breite dargestellt ist. Der Kontakt S wird von dem Aufsatzgetriebe oder einem die gleichen Bewegungen ausführenden Getriebe (Aufsatzgeber) proportional ε von Punkt 0' aus verschoben. Der dem Meßdraht D vorgeschaltete Widerstand r₀

liefert die Spannung, die dem für ε = ο vorliegenden — kleinsten -— Wert von.-j- entspricht.

Um diese Spannnng und damit die Nach-Stellungsgeschwindigkeit auch in Abhängigkeit

de
von dem jeweils vorliegenden Wert -j- zu bringen,

^: erhält der Meßdraht D seine Gesamtspannung K von einem zweiten Meßdsaht D' von vergleichsweise kleinem Widerstand, an dem K in der bereits obenbeschriebenen Weise durch Ver-

de

Schiebung des Kontaktes S' proportional -j- abgegriffen wird. Wenn der Widerstand des Meßdrahtes D' aus Gründen der Stromersparnis in der Größenordnung von D gewählt werden muß, ist die Gesamtspannung an D nicht mehr genügend genau proportional dem Abstand des Kontaktes S' von 0. Der Fehler kann be-' hoben werden, indem man wieder dem Meßdraht einen in geeigneter Weise wechselnden Querschnitt gibt. . '

Überall kann natürlich der Meßdraht durch fein unterteilte Widerstandssätze mit Kontaktreihen ersetzt werden.

• Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebene Einrichtung zur Verfolgung der Entfernung. Besonders naheliegend wäre z. B. auch die Anwendung 1 der Erfindung zur fortlaufenden Nachstellung des Geschützes entsprechend der seitlichen Zielauswanderung.

Claims (7)

P ATENT-Ansprüche:

1. Einrichtung · zur Einstellung von Geraten nach Maßgabe einer oder mehrerer veränderlichen Größen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Veränderlichen zugehörigen Geräteteile mittelbar oder unmittelbar durch an sich bekannte elektromagnetische Vorrichtungen verstellt werden, die durch von einem Zähleranker (.4) angetriebene Kontakte (C) geregelt bzw. eingeschaltet werden, wobei die Nachstell-, geschwindigkeit durch Zuführung entsprechender" elektrischer Werte der Veränderung der betreffenden Größe angepaßt wird (Fig. 1).

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anspassung derjjZählergeschwindigkeit durch Handregelung der dem Volt- oder Amperestunden-Zähler (Z) zugeführten Spannung (oder Stromes) geschieht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung des !,dem Anker (A) zugeführten Stromes selbsttätig erfolgt, indem z. B. durch Abgreifen auf einem Meßdraht (D) die diesen Strom erzeugende Spannung der zwischen zwei beobachteten Werten der veränder- Q₀ liehen Größe liegenden Differenz und der Widerstand des Zählerstromkreises dem Zeitunterschied' der beiden beobachteten Werte mittels eines Uhrwerks proportional gemacht wird, während die Verschiebung des Abgreifkontaktes vom Spannungswert Null aus ebenfalls selbsttätig durch die Verstellung des beobachtenden Geräts (Zielfernrohr usw.) letzterer proportional erfolgt. . ;

4. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, um die Arbeit des Zählerankers von der Höhe der speisenden Spannung unabhängig zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß- zur Erregung des Zählerfeldes statt eines Stahlmagneten ein [, Elektromagnet verwendet wird, dessen Wicklung von der gleichen Spannung gespeist ' wird, die auch den Meßdraht versorgt, wobei durch Hintereinanderschaltung von Meßdraht und Magnetwicklung auf einfache Weise Unabhängigkeit von Temperaturschwankungen herbeigeführt werden kann (Fig. 2). ' "

5. Einrichtung *nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßdraht, von dem die Spannung für den Zähler abgegriffen wird, einen veränderlichen Querschnitt erhält, um die Geschwindigkeit des . Zählerankers in eine bestimmte, von der _go Proportionalität abweichende Abhängigkeit von dem Betrag der Kontaktverschiebung zu bringen (Fig. 3).

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstellen des Geräteteiles eine Mehrphasenstrommaschine (M) mit feststehendem Anker und drehbarem, mit der Antriebsachse gekuppelten ' wechse,lstromerregten Magnet benutzt wird, der sich bei in zyklischer Folge geschehendem Kurzschluß der Phasenklemmen ruckweise links oder rechts herum dreht und dabei die Verstellung des Geräteteils bewirkt (Fig. ij.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdrahtgesamtspannung .in zwangläufige^Abhähgigkeit von einer zweiten Veränderlichen gebracht wird, die neben der im ersten Anspruch genannten Veränderlichen die erfor- n₀ derliche Verstellungsgeschwindigkeit des Geräteteils bestimmt (Fig. 3).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.