DE337491C - Anordnung zum elektrischen Fernverstellen eines Gegenstandes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zum elektrischen Fernverstellen eines Gegenstandes (z. B. Geschützrohres, Panzerturmes) mittels einer nach dem Grob- und Feinsysteme arbeitenden Ferneinstellvorrichtung, durch welche mehrere zur Erzeugung verschiedener Geschwindigkeiten bestimmte Motorwicklungen an eine Stromquelle angeschlossen werden können.

ίο Die Erfindung bezweckt in erster Linie, Anordnungen der erwähnten Art von besonders einfacher Bauart der Antriebsvorrichtung zu schaffen, die einen ruhigen, stoßfreien Antrieb des zu verstellenden Gegen-Standes gestatten und bei denen eine von Stromstößen freie Beanspruchung der Stromquelle erzielt wird.

Antriebsvorrichtungen, bei denen die zur Erzeugung verschiedener Geschwindigkeiten bestimmten Motorwicklungen zwei untereinander und -mit der anzutreibenden Maschine zwangläufig verbundenen Motoren angehören, sind an sich bekannt. Indessen sind die bekannten Vorrichtungen, die sich zum Anlassen und Abstellen der Motoren gewöhnlicher, von Hand zu bewegender Anlaßvorrichtungen bedienen, nicht darauf eingerichtet, einen Gegenstand aus der Ferne zu verstellen. Insbesondere ist es bei ihnen nicht möglich, dem zu verstellenden Gegenstande eine an einem entfernten Punkte eingestellte, nach Graden und Bruchteilen von Graden genau vorgeschriebene Winkelverstellung zu erteilen.

Die Erfindung bezweckt ferner, bei solchen Anordnungen der eingangs erwähnten Art, die z. B. zum Fernrichten von Geschützrohren verwendet werden, eine solche Verbindung der Fernrichtanordnung mit einer zum Abfeuern des Geschützes dienenden Schaltvorrichtung zu treffen, daß eine Fernabfeuerung des Geschützes nur möglich ist, wenn das Geschützrohr tatsächlich die genaue, durch die Geberstellung vorgeschriebene Einstellung erhalten hat.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer den Gegenstand der Erfindung bildenden Anordnung zum Fernrichten eines Geschützrohres in Verbindung mit einer Fernabfeuervorrichtung schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. ι das erste und

Fig. 2 das zweite Ausführungsbeispiel, letzteres unter Weglassung einzelner Teile.

Es soll zunächst das erste Ausführungsbeispiel beschrieben werden.

In Fig. ι bezeichnet A das in einer Lafette A^x gelagerte Rohr eines Geschützes, dessen Höhenrichtung von einem entfernten Beobachtungsstande (Gebestelle) aus eingestellt werden soll. An dem Röhret ist ein -um dessen wagerechte Schildzapfenachse gekrümmter Zahnbogen a? starr befestigt, der auf der der Schildzapfenachse zugekehrten Seite mit einem Zahnkranze a^s und auf der der Schildzapfenachse abgewendeten Seite mit einem Zahnkranze α* versehen ist. Der Zahnbogen a? steht einmal durch Vermittlung eines Getriebes a³, B, B¹, c¹ mit einer Welle C und außerdem durch ein Getriebe a⁴, D, D¹, e¹

mit einer Welle E in zwangläufiger Verbindung. Auf die Welle C, die im folgenden als Richtwelle bezeichnet werden soll, sind die beiden Anker zweier Gleichstrommotoren C² und C³ aufgekeilt, welche eine nach dem Grob- und Feinsysteme arbeitende Antriebsvorrichtung des Geschützrohres A darstellen und durch Vermittlung einer noch näher zu beschreibenden selbsttätigen Schaltvorrichtung mit einer Stromquelle W derart in Verbindung gebracht werden können, daß immer nur der eine der beiden Motoren C² und C³ Strom erhält. Von den beiden Motoren C~ und C³ ist der zur Erteilung der Feineinstellung bestimmte Motor C³ so beschaffen, daß er beim Anschluß an die Stromquelle W eine kleinere Geschwindigkeit entwickelt als der zur Erteilung der Grobeinstellung bestimmte Motor C².

Die mit dem Zahnbogen α²· ebenfalls zwangläufig verbundene Welle E, die im folgenden als Schaltwelle bezeichnet werden soll, ist mit einer Schnecke e~ und einem Kegelrade e^s versehen. Die Schnecke e² steht mit einer eine Verzahnung/¹ aufweisenden ScheibeF im Eingriff, während das Kegelrad e^s über ein aus der Zeichnung ersichtliches Zwischengetriebe mit einer eine Verzahnung g¹ tragenden Scheibe G zwangläufig verbunden ist.

Dabei sind die zwischen den Teilen E, F und E, G herrschenden Übersetzungsverhältnisse so gewählt, daß einer Umdrehung der Scheibe F mehrere volle Umdrehungen der Scheibe G entsprechen. Die Scheiben F und G sind mit je einem Paare als Anschläge ausgebildeter Stromschlußstücke /², f^a und g², g^z versehen, gegen die sich je ein zwischen ihnen angeordneter und um die Achse der Scheiben F und G lose drehbarer Zeiger h¹ und i¹ anzulegen vermag.

Der Zeiger h¹ ist mit dem drehbaren Teile eines Grobempfängers H und der Zeiger i^x mit dem drehbaren Teile eines Feinempfängers / starr verbunden. Die beiden Empfänger H und / sind durch Fernleitungen K und M an die zugehörigen, im Beobachtungsstande befindlichen Grob- und Feingeber N und P angeschlossen. Zum Antrieb der Geber JV und P dient eine mit einem Handrad q¹ und einer Ablesevorrichtüng q~, q^s versehene Welle Q, die mit dem Geber N durch ein Schneckenradgetriebe und mit dem Geber P durch ein Kegel- und Stirnrädergetriebe zwangläufig verbunden ist. Die zwischen der Welle Q und den Gebern JV und P bestehenden Übersetzungsverhältnisse sind dabei dieselben wie diejenigen zwischen der Schaltwelle E und den Scheiben F und G. Ferner sind die Geber JV und P und die Empfänger H und / so ausgebildet und geschaltet, daß einer Umdrehung des Grobgebers JV eine Umdrehung des Grobempfängers Ή und einer Umdrehung des Feingebers P eine Umdrehung des Feinempfängers / entspricht.

Auf die Welle Q ist schließlich noch eine Schnecke q* aufgekeilt; mit dieser steht ein um eine wagerechte Achse drehbarer Sektor r¹ im Eingriff, der ein um dieselbe Achse schwenkbares Fernrohr R trägt.

Die erwähnten Stromschlußvorrichtungen f-, f^B, h¹ und g², g^s, i¹ haben den Zweck, den Motor C² oder C^s mit der Stromquelle W zu verbinden, wenn die Stellung des Geschützrohres A der von der Gebestellung aus vorgeschriebenen nicht entspricht und wieder von ihr abzuschalten, wenn das Geschützrohr A die vorgeschriebene Winkelstellung erreicht hat.

Die Verbindung der Motoren C² und C³ mit der Gleichstromquelle W wird durch zwei Paare selbsttätiger Schalter S, S¹ und T, T¹ vermittelt, deren Magnetspulen s², s³ und t², t³ mit ihrem einen Wicklungsende an die Stromschlußstücke /², f³ und g², g³ angeschlossen sind, während die anderen Wicklungsenden untereinander parallel geschaltet und durch eine Leitung w¹ mit dem einen Pol der Stromquelle W verbunden sind. Die Rückleitung des Erregerstromes der Magnetspulen s², s^s, t² und i³ erfolgt durch die untereinander ebenfalls parallel geschalteten Zeiger /ι¹ und i^%, die durch je eine Leitung h² und i² an eine Leitung h³ und über diese an den anderen Pol der Gleichstromquelle W angeschlossen sind. Die Schalter 5 und S^x sind so ausgebildet, daß die Verbindung zwischen der Stromquelle W und dem zur Erteilung der Grobeinstellung bestimmten Motor C² zweipolig unterbrochen werden kann, während die Schalter T und T¹ "als einpolige Umschalter ausgebildet sind. Die.von den Motoren C² und C³ kommenden: Leitungen sind in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise so an die festen Stromschlußstücke der" Schalter S, S¹ und T, T¹ angeschlossen, daß' die Schalter 5¹ und T die Motoren C² und C³ für die eine, die Schalter S¹ und T¹ für die andere Drehrichtung schalten. In der die festen Stromschlußstücke der Schalter T und T¹ mit dem Motor C³ verbindenden Leitung i⁴ ist eine durch ein bewegliches Stromschlußstück u¹ eines weiteren selbsttätigen Schalters U überbrückbare Unterbrechungsstelle vorgesehen, durch die der von der Stromquelle W abgeschaltete Motor C^s zwecks rascher Bremsung kurzgeschlossen werden kann. Zu diesem Zweck ist in die den Zeiger h¹ mit der Stromquelle W verbindende Leitung h², h^s die Magnetspule u² des Schalters U eingeschaltet. Durch ein zweites bewegliches Stromschlußstück u³ des Schalters U ist dafür gesorgt, gleichzeitig. mit der Überbrückung der

erwähnten Unterbrechungsstelle eine Unterbrechungsstelle, die in der den Zeiger i¹ mit der Stromquelle W verbindenden Leitung i² liegt, so lange überbrückt wird, als der Zeiger h¹ keines der Stromschlußstücke f², f³ berührt.

Im Bodenstücke des Geschützrohres A ist noch die Magnetspule α⁵ eines Abfeuermagneten untergebracht, die in bekannter Weise

ίο durch eine Fernleitung Z über einen Handausschalter s¹ an eine an der GebesteUe befindliche Gleichstromquelle angeschlossen werden kann. In dieser Fernleitung Z liegt ein zweipoliger selbsttätiger Ausschalter V₁ dessen Magnetspule w¹ in die bereits erwähnte Leitung to¹ eingeschaltet ist, welche die vier parallel geschalteten Magndtspulen s², s³, t² und i³ mit der Gleichstromquelle W verbindet. Es wird dadurch erreicht, daß der selbsttätige Ausschalter V die Fernleitung Z unterbrochen hält, solange die Verbindungsleitung W¹ Strom führt, d. h. solange zwischen einem der beiden Zeiger h¹ bzw. i¹ und den zugehörigen Stromschlüßstücken f², f^s oder g°> g^s- Stromschluß besteht. Eine Abfeuerung des Geschützes durch Schließen des Handschalters s¹ ist daher nur bei einer Stellung der beiden Zeiger h¹ und i¹ in bezug auf die Stromschlußstücke f², f³ und g², g³ mög-Hch, bei der die Zeiger A¹ und i¹ keines der Stromschlußstücke f², f³ und g², g^s berühren. Die beschriebene Einrichtung wird wie folgt benutzt:

Nach Einstellung des Geberhandrades q¹ auf den vorgeschriebenen, an der Ablesevorrichtung q², q³ ablesbaren Wert, was eine Drehung der Geber N und P sowie der Empfänger H und / im Uhrzeigersinne zur Folge haben möge, tritt zunächst ein Stromschluß zwischen dem vom Feingeber P beeinflußten Zeiger i¹ des Feinempfängers und dem Stromschlußstück g² ein. Infolgedessen wird der Stromkreis + W, h³, P, i¹, g², t², w¹, v¹, — W geschlossen- Durch den durch diesen Stromkreis fließenden Strom werden die Schalter V und T angehoben, so daß die Abfeuerleitung Z unterbrochen wird und der zum Erteilen der Feineinstellung bestimmte Motor C³ Strom aus der Stromquelle W erhält. Der Motor C³ läuft an und nimmt dabei den vorderhand noch stromlosen Anker des zur Erteilung der Grobeinstellung bestimmten Motors C² mit.

Bei fortgesetzter Drehung des Geberhand-

. rades q¹ legt sich auch der Zeiger A¹ des Grobempfängers Ή gegen das Stromschlußstück /² an, und es fließt demgemäß ein Strom durch den Stromkreis ^f- W, h³, u², h², A¹, f², s², ze/¹, ν¹, — W. Durch den in diesem Stromkreise

: fließenden Strom werden die Schalter .S¹ und U angehoben. Durch das Anheben des Schalters^ wird der zur Erteilung der Grobeinstellung bestimmte Motor C² an die Strom quelle W angeschlossen; gleichzeitig wird durch das Anheben des Schalters U die in der Leitung i² befindliche, durch das Stromschlußstück u³ überbrückbare Unterbrechungsstelle geöffnet und die Magnetwicklung f² von der Gleichstromquelle W abgetrennt. Der Schalter T fällt demgemäß in seine Senkstellung, und der Motor C³ wird wieder von der Gleich-Stromquelle W abgeschaltet. Der Motor C^z, dessen Anker bisher stromlos an der Drehung des Ankers des Motors C³ teilgenommen hatte, entwickelt nun ein Drehmoment und nimmt seinerseits den jetzt stromlosen Anker des Motors C³ mit. Das Geschützrohr A führt infolge der durch die angegebene Drehung der Motoren C³ und C² bewirkten Drehung der Richtwelle C eine Erhöhungsbewegung aus, und gleichzeitig dreht sich die mit dem Zahnbogen a² zwangläufig verbundene Schaltwelle E. Die Einstellgeschwindigkeit des Geschützrohres A ist dabei unter der Wirkung des Motors C² bei den angegebenen Abmessungen der Motoren größer als die Einstellgeschwindigkeit, mit der sich das Geschützrohr^ unter der Wirkung des Motors C³ bewegt. Durch die Drehung der Schaltwelle B wird eine Drehung der Scheiben F und G in demselben Sinne bewirkt, in welchem sich die Zeiger A¹ und i¹ verstellt hatten. Sobald nun die Scheibe F eine Drehung um einen der Verstellung des Grobempfängers H und damit des Grobgebers N entsprechenden Winkelbetrag ausgeführt hat, bleibt der Grobempfänger H und mit ihm der Empfängerzeiger A¹ stehen, und der Stromschluß des Zeigers A¹ mit dem Stromschlußstück /² hört auf. Dadurch werden gleichzeitig die Magnetspulen s² und μ² stromlos, und die Schalter 6" 1°° und U gelangen unter dem Einfluß ihres Gewichtes in ihre Senkstellung zurück, so daß der Motor C² keinen Strom mehr erhält. Da der Stromschluß zwischen dem Zeiger i¹ des Feinempfängers J und dem Stromschlußstück g² zunächst noch fortbesteht, bis auch der Feinempfänger T die der Verstellung des Feingebers P entsprechende Drehung ausgeführt hat, so fließt nach dem Sinken des Schalters U ein Strom im Stromkreise -\- W, AVw⁸, i², i¹, g², t², w¹, v^x, — W. Die Magnetspule ί² wird dadurch von neuem erregt und der Schalter T angehoben, so daß nunmehr wieder der Motor C³ Strom erhält. Da infolge der Trägheit der bewegten Massen das Geschützrohr A beim Stromloswerden des Motors C² nicht sofort zur Ruhe kommt, so geht die Geschwindigkeit der bisher durch den Motor C² angetriebenen Richtwelle C stoßfrei, d. h. ohne ruckweise Bewegung von dem den elektrischen Größen des Motors C² entsprechenden größeren Wert auf den nie-

drigeren, den -elektrischen Größen des Motors C" entsprechenden Wert über. Da ferner zu Beginn der Grobeinstellung der Motor C² und zu Beginn der Feineinstellung der Motor C³ bereits seine volle elektromotorische Gegenkraft entwickelt, da ihre Anker jeweils von dem anderen laufenden· Motor leer mitgenommen werden und bei Einschaltung des Motors mithin die der jeweiligen Drehzahl ίο entsprechende Gegenspannung sofort im Anker auftritt, so erfolgt der Übergang von der Feineinstellung zur Grobeinstellung und umgekehrt ohne die sonst beim Anlaufe eines Motors auftretenden erheblichen Stromstöße. Die Stromquelle wird daher beim Übergang von der Feineinstellung zur Grobeinstellung und umgekehrt durch Stromstöße nicht belastet. Wenn im weiteren Verlaufe der Drehung der mit der Richtwelle C zwangläufig verbundenen Schaltwelle E auch der Feinzeiger i¹ genau die durch den Feingeber P vorgeschriebene Stellung erreicht hat, findet Stromunterbrechung zwischen dem Zeiger i¹ und dem Stromschlußstücke g² statt. Die an das Stromschlußstück g² angeschlossenen Magnetspulen i² und v¹ werden demgemäß stromlos, die Schalter T und V fallen herab, und der Motor C³ wird ebenfalls von der Stromquelle W abgeschaltet. Da durch das Herabfallen des Schalters T der Ankerstromkreis des Motors C³ über die Schalter T, T¹ und Stromschlußstück u^x kurzgeschlossen wird, so wird der Motor C³ elektrisch gebremst und kommt mitsamt dem Geschützrohr A und den übrigen bewegten Teilen in kürzester Zeit in einer Stellung zur Ruhe, die der Einstellung der Geber N und P genau entspricht.

Der nach Beendigung der Einstellung des Geschützrohres A in seine Ruhestellung zurückkehrende Schalter V schließt die in der Leitung Z liegende Unterbrechungsstelle. Sobald nun der Handausschalter .sr¹ eingelegt wird, fließt ein Strom über die Leitung Z durch die Magnetspule a? des Abfeuermagneten, und das Geschütz wird abgefeuert.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem beschriebenen dadurch, daß nur der Anker des die Grobeinstellung herbeiführenden Motors C* unmittelbar mit der Richtwelle C gekuppelt ist, während der Anker des zum Herbeiführen der Feineinstellung bestimmten Motors C⁵ mit der Richtwelle C durch ein ins Langsame übersetzendes Zwischengetriebe c°, c^T zwangläufig verbunden ist. Dadurch wird ermöglicht, daß der zum Feineinstellen bestimmte Motor C⁵ im Gegensatz zu dem entsprechenden Motor C³ des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1, der wegen der geringeren ihm eigentümlichen Einstellgeschwindigkeit größere Abmessungen erhalten mußte als der zugehörige, die Grobeinstellung herbeiführende Motor C², die gleichen oder geringere Abmessungen als der zum Grobeinstellen bestimmte Motor C* erhalten kann.

Die beiden Motoren C* und C⁵ sowie das Stirnrädergetriebe c^e, c^T sind von einem gemeinsamen Gehäuse c^B umschlossen.

Statt für die Grob- und Feineinstellung zwei verschiedene Motoren zu verwenden, kann man die Anordnung auch so treffen, daß ein einziger Motor mit zwei verschiedenen Ankerwicklungen verwendet wird, die so bemessen und an die Grob- und Feinschaltvorrichtung angeschlossen sind, daß bei Einschaltung der einen Wicklung der Motor mit einer höheren Geschwindigkeit läuft als bei Einschaltung der anderen Wicklung. Im ersten Falle stellt der Motor grob, im zweiten Falle fein ein. Diese Anordnung hat den Vorteil einer besonders gedrängten und zweckmäßigen Bauart.

Natürlich können zum Antriebe des Geschützrohres auch andere als Gleichstrommotoren verwendet werden. Soll Mehrphasenstrom verwendet werden, so ist es zweckmäßig, einen einzigen Antriebsmotor zu wählen, dessen Ständer zwei Wicklungen für verschiedene Polzahlen besitzt. In diesem Falle wären die Wicklungen so zu schalten, daß die für die geringere Polzahl berechnete Wicklung durch die Grobschaltvorrichtung und die für die höhere Polzahl berechnete Wicklung durch die Feinschaltvorrichtung mit der mehrphasigen Wechselstromquelle in Verbindung gebracht werden kann.

Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung liegt neben großer Einstellgenauigkeit in der erläuterten Erzielung eines stoßfreien Antriebes des aus der Ferne zu verstellenden Gegenstandes und einer von Stromstößen freien Beanspruchung der Stromquelle bei besonders einfacher Bauart der - Antriebsvorrichtung, bei der z. B. zwischen die einzelnen drehbaren Teile der Antriebsvorrichtung geschaltete Umlaufrädergetriebe vermieden sind.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Anordnung zum elektrischen Fernverstellen eines Gegenstandes mittels einer nach dem Grob·* und Feinsysteme arbeitenden Ferneinstellvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Teile (C oder C c⁶ c¹) der elektrischen Antriebsvorrichtung (C², C³ oder C⁴, C⁵) für den zu verstellenden Gegenstand (A)₁ die in an sich bekannter Weise mehrere Motorwicklungen für verschiedene Geschwindigkeiten enthält und deren· Motorwicklungen durch eine vom Empfänger (H, J) der Ferneinstellvorrichtung gesteuerte

   Stromschlußvorrichtung (A¹, f², f^s, i¹, g², g³) wechselweise an eine Stromquelle (W) anschließbar sind, sowohl untereinander als auch mit dem zu verstellenden Gegenstande (A) zwangläufig verbunden sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stromquelle (W) und der durch die Feinschaltvorrichtung (i¹, g², g^s) beeinflußten Motor wicklung ein selbsttätiger Schalter (U) angeordnet ist, durch den die Stromzuführung zu dieser Motorwicklung verhindert wird, solange die Grobschaltvorrichtung (A¹, f², /³) wirksam ist.
3. 3. Insbesondere zum Fernrichten eines

   Geschützrohres bestimmte, mit einer Vorrichtung zum elektrischen Fernabfeuern versehene Anordnung nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreise (Z) der Fernabfeuervorrichtung (a?) ein selbsttätiger Schalter (V) liegt, dessen Erregerwicklung (v¹) an die Grob- und Feinschaltvorrichtung in solcher Weise angeschlossen ist, daß der Stromkreis (Z) der Fernabfeuervorrichtung unterbrochen bleibt, solange eine Abweichung des zu richtenden Geschützrohres (A) von der durch die Einstellung des Gebers (N, P) vorgeschriebenen Stellung besteht.

   Hier/u 1 Bkitt