DE464888C

DE464888C - Arrangement for with alternating current operated steering compasses, the fixed conductor sit insulated on their carrier, and the movable conductor are attached to an insulated carrier rotatable in a liquid

Info

Publication number: DE464888C
Application number: DEH107739D
Authority: DE
Original assignee: HOLMES NAVIGATING APPARATUS CO
Current assignee: HOLMES NAVIGATING APPARATUS CO
Priority date: 1926-08-24
Filing date: 1926-08-24
Publication date: 1928-08-30

Description

Anordnung für mit Wechselstrom betriebene Steuerkompasse, deren feststehende Leiter isoliert an ihrem Träger sitzen, und deren bewegliche Leiter an einem in einer Flüssigkeit drehbaren isolierten Träger befestigt sind Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung für mitWechselstrom betriebene Steuerkonipasse, deren feststehende Leiter isoliert an ihrem Träger sitzen. Man hat auch bereits vorgeschlagen, bewegliche Leiter an einem in einer Flüssigkeit drehbaren isolierten Träger zu befestigen. Die Neuheit der Erfindung besteht darin, daß die in dem Elektrolyten liegenden Leiter so angeordnet cind, daß durch ihre Verdrehung zueinander und infolge der Form und gegenseitigen Stellung der Drehleiter und der festen Leiter zueinander der Widerstand des Eigenstromkreises erhöht wird, ohne den des anderen zu erhöhen.Arrangement for with alternating current operated steering compasses, their fixed Ladder sit insulated on their support, and their movable ladder on an in attached to a fluid rotatable insulated carrier are the subject of the invention is an arrangement for alternating current operated control modules, their fixed Ladder sitting isolated on its carrier. It has also been proposed to move To attach ladder to a rotatable in a liquid insulated support. The novelty of the invention is that the conductors lying in the electrolyte so arranged cind that by their rotation to each other and as a result of the shape and mutual position of the turntable ladder and the fixed ladder to each other the resistance of the internal circuit is increased without increasing that of the other.

Hierdurch wird ein maximaler Differentialwert erzielt. Da das Relais, welches durch die Widerstandsunterschiede in den elektrischen Stromkreisen beeinflußt wird, auf ein solches Differential anspricht, ist es erwünscht, daß bei einer gegebenen Verschiebung der Wert des Differentials möglichst groß ist, um eine sichere Wirkung des Relais zu gewährleisten.This achieves a maximum differential value. As the relay, which is influenced by the differences in resistance in electrical circuits is responsive to such a differential, it is desirable that given a Shifting the value of the differential is as large as possible in order to have a certain effect of the relay.

In den Zeichnungen bedeutet 5 eine Schale oder einen sonstigen Behälter, zweckmäßig aus Glas, der einen Elektrolyten 25 enthält. In diesem ist ein Träger 26 drehbar gelagert, zweckmäßig mittels einer Spitze und eines Achathütchens 3o. Dieser Träger ist aus isolierendem Stoff, beispielsweise Glas, bergestellt und trägt Drehleiter 6 und r5 und magnetisch beeinflußte Elemente 31, 32. Am Umfange des Behälters 5 sind vier ortsfeste Leiter 4., 7, r4 und 16 angebracht. Wechselstrom fließt von einem Pol einer Elektrizitätsquelle i durch Leitungen 2 und 3, den ortsfesten Leiter 7, den Elektrolyten 25, den Drehleiter 15, den Elektrolyten 25, den festen Leiter 14, die Leitungen 8 und 9, eine Relaisspule i o und Leitungen i i, 12, 13 zu dem entgegengesetzten Pol der Stromquelle r. Wechselstrom fließt auch von dem erStgenannten Pol der Stromquelle i durch Leitungen 2, 3, 17 und 18, den feststehenden Leiter 4, den Elektrolyten 25, den Drehleiter 6, den Elektrolyten 25, den festen Leiter 16, Leitungen ig, 2o, eine Relaisspule 21 und Leitungen 22, 1:2, 13 zum entgegengesetzten Pol der Stromquelle i.In the drawings, 5 denotes a bowl or other container, expediently made of glass, which contains an electrolyte 25. In this a support 26 is rotatably mounted, expediently by means of a tip and an agate cap 3o. This carrier is made of insulating material, for example glass, and carries turntable ladder 6 and r5 and magnetically influenced elements 31, 32. On the circumference of the container 5 four stationary conductors 4, 7, r4 and 16 are attached. Alternating current flows from one pole of an electricity source i through lines 2 and 3, the stationary conductor 7, the electrolyte 25, the turntable conductor 15, the electrolyte 25, the fixed conductor 14, the lines 8 and 9, a relay coil io and lines ii, 12 , 13 to the opposite pole of the power source r. Alternating current also flows from the first-mentioned pole of the current source i through lines 2, 3, 17 and 18, the fixed conductor 4, the electrolyte 25, the turntable conductor 6, the electrolyte 25, the fixed conductor 16, lines ig, 2o, a relay coil 21 and lines 22, 1: 2, 13 to the opposite pole of the current source i.

Die Drehleiter 6 und 15 bestehen zweckmäßig aus Platindrähten, und beide Enden dieser Leiter sind nach unten gerichtet. Die feststehenden Leiter 4, 7, 14 und 16 sind zweckmäßig aus Streifen von Platin hergestellt. Vermöge dieser Anordnung ist der Widerstand der elektrolytischenWege sehr empfindlich gegen geringe Verschiebungen zwischen den feststehenden und den Drehleitern. Um diese elektrolytischen Wege zwischen den festen Leitern 4, 7, 14, 16 und den Drehleitern 6, 15 zu lokalisieren und dadurch die Vorrichtung empfindlicher zu machen; «-erden zweckiniilIig alle Flächen der Drehleiter isoliert, mit Ausnahme der nach unten ragnenden Enden, indem sie von glasartigem Material umhüllt, beispielsweise in Glas eingeschmolzen sind.The turntable ladder 6 and 15 are expediently made of platinum wires, and both ends of these conductors are directed downwards. The fixed ladder 4, 7, 14 and 16 are conveniently made from strips of platinum. Fortune this Arrangement, the resistance of the electrolytic pathways is very sensitive to low levels Displacements between the fixed and the turntable ladders. To this electrolytic Locate paths between the fixed ladders 4, 7, 14, 16 and the turntable ladders 6, 15 and thereby the Make device more sensitive; «-Grounds purposeful all surfaces of the turntable ladder insulated, with the exception of the ends protruding downwards, by being encased in vitreous material, for example fused in glass are.

Wenn die feststehenden und die Drehleiter d., 7, i4., 16 und 6,i5 normale wirksame Lage gegeneinander haben und solange keine Drehbewegung zwischen dem Träger 26 und dem Behälter 5 eintritt, ist die Erregung der Relaisspulen io und 21 im wesentlichen gleich, und der Relaisanker 27 bleibt in neutraler Stellung, in welcher er einen sekundären Stromkreis nicht schließt. Bei einer geringen Verdrehung dieser Glieder gegeneinander jedoch, beispielsweise wenn der Träger 26 rechtsherum gedreht wird, etwa durch 'magnetische Kraftlinien, die auf die Elemente 31 und 32 einwirken, werden die elektrolytischen Wege zwischen den Leitern und 16 verlängert, so daß der Widerstand des Stromkreises wächst, welcher den Drehleiter 6 und die Relaisspule 2 i einschließt. Infolge der Form der Drehleiter 6, I 3 und der festen Leiter q., 7, 14, 16 und ihrer Stellung gegeneinander hat die Drehbewegung des Trägers 26 rechtsherum keine wesentliche Änderung in der Länge der elektrolytischen Wege zwischen den Leitern 7, i.4 und 15 zur Folge. Infolgedessen bleibt' der Widerstand des Stromkreises, welcher den Leiter 15 und die Relaisspule io - einschließt, im wesentlichen der gleiche. Infolgedessen ist die Erregung der Relaisspule io größer als die der Relaisspule 21, und der Relaisanker wird angezogen und schließt einen sekundären Stromkreis, der ein Kontaktglied 28 umfaßt. Offenbar. hat ei.ne links gerichtete Bewegung des Trägers 26 die entgegengesetzte Wirkung und v eranlaßt, daß der sekundäre Stromkreis geschlossen wird, der ein Kontaktglied 29 umfaßt.' Auf diese Weise .wird der Unterschied zwischen den Widerständen aer beiden elektrolvtisclien Stromkreise benutzt, um äußere Vorrichtungen zu betätigen, welche so ausgeführt werden können, daß sie getreu die Beweg ing zwischen den feststehenden und den drehbaren Leitern wiedergeben.If the fixed and the turntable ladder d., 7, i4., 16 and 6, i5 have normal effective position against each other and as long as no rotational movement occurs between the carrier 26 and the container 5, the excitation of the relay coils io and 21 is essentially the same, and the relay armature 27 remains in the neutral position in which it does not complete a secondary circuit. With a slight rotation of these members against each other, however, for example when the carrier 26 is rotated clockwise, for example by magnetic lines of force acting on the elements 31 and 32, the electrolytic paths between the conductors 16 and 16 are lengthened, so that the resistance of the circuit grows, which includes the turntable 6 and the relay coil 2 i. As a result of the shape of the turntable ladder 6, I 3 and the fixed ladder q., 7, 14, 16 and their position relative to one another, the clockwise rotation of the carrier 26 has no significant change in the length of the electrolytic paths between the conductors 7, i.4 and 15 result. As a result, the resistance of the circuit which includes conductor 15 and relay coil io - remains essentially the same. As a result, the excitation of the relay coil io is greater than that of the relay coil 21, and the relay armature is attracted and closes a secondary circuit which comprises a contact member 28. Apparently. A leftward movement of the carrier 26 has the opposite effect and causes the secondary circuit, which comprises a contact member 29, to be closed. In this way, the difference in resistance between the two electrical circuits is used to operate external devices which can be made to faithfully reproduce the movement between the fixed and rotating conductors.

Die Erfindung gewährt eine genaue Vorrichtung zur Wiedererbe sehr geringer Bewegungen gegenüber einem empfindlichen Glied, beispielsweise dem Leitelement eines primären Kompasses. welches für magnetisch empfindliche Elemente 31, 32 gesetzt werden kann, bei denen die ausgeübte Kraft nicht genügt, um elektrische Stromkreise durch metallische Berührung zu schließen, ohne die Bewegungsfreiheit dieses empfindlichen Elementes zu beeinträchtigen. Es ist schon früher vorgeschlagen worden, für ähnliche Zwecke einen Stromkreis zu benutzen, der einen Elektrolyten einschließt, wobei dieser ,Stromkreis Gleichstrom führt. Diese Anordnungen sind für genaue =\rbeit aus mehreren Gründen nicht zu gebrauchen, worunter erwähnt werden möge, daß bei :\nwendung nicht zersetzbaren Materials zur Herstellung der Leiter der Elektrolyt zerlegt wird, so daß sich Gase entwickeln, welche in Form von Blasen den Leitern und dem Behälter anhaften. Diese Blasen ergeben Änderungen im Widerstand der elektrolvtischen Stromkreise und bedingen ferner Reibung und kapillare Anziehung zwischen den beweglichen Teilen. Wenn Gleichstrom angewandt wird, tritt dieses Entwickeln und ,'Anhaften von Gasen bei allen Kombinationen von Elektrolyten und Leitern ein, mit Ausnahme des Falles, daß reine metallische Leiter in Kombination mit einem Elektrolvten verwendet werden, der ein Salz des Metalls enthält, aus dem einer der Elektrolyten besteht. Unter diesen Umständen sammeln sich keine Gasblasen, aber eine elektrolvtischeWirlcung tritt ein, welche im Abbau der Leiter resultiert, die die Anoden bilden, und im Aufbau der Leiter, welche die Kathoden bilden.The invention provides an accurate device for re-inheriting very slight movement from a sensitive member such as the guide element of a primary compass. which can be used for magnetically sensitive elements 31, 32 where the force exerted is not sufficient to close electrical circuits through metallic contact without impairing the freedom of movement of this sensitive element. It has previously been proposed to use a circuit including an electrolyte for similar purposes, which circuit carries direct current. These arrangements are not to be used for precise work for several reasons, among which it should be mentioned that if non-decomposable material is used to manufacture the conductors, the electrolyte is broken down so that gases develop which form bubbles in the conductors and adhere to the container. These bubbles cause changes in the resistance of the electrical circuits and also cause friction and capillary attraction between the moving parts. When direct current is used, this evolution and "adhesion of gases" occurs in all combinations of electrolytes and conductors, with the exception of the case where pure metallic conductors are used in combination with an electrolyte containing a salt of the metal of which one the electrolyte exists. In these circumstances, gas bubbles do not collect, but an electrolytic effect occurs, which results in the breakdown of the conductors that make up the anodes and the build-up of the conductors that make up the cathodes.

Bei Versuchen, um Bewegungen beispielsweise der relativen Bewegung einer magnetischen Kompaßnadel auszunutzen, um den Widerstand von elektrolytischenStroinkreisen zu verändern, ist es vorgeschlagen worden, elektrischen Strom durch ein Drehlager zuzuführen. Solche Vorrichtungen sind unpraktisch, weil das Drehlager notwendigerweise eine sehr kleine Fläche besitzen muß und, um den Strom hindurchzuleiten, der Zapfen und das Lager metallisch ausgeführt werden, müssen. Infolgedessen ergibt jede geringe Klemmtrog, welche die Lagerelemente für Augenblicke voneinander trennt, eine Bogenlichtwirkung mit darauffolgender Schmelzung, welche sehr schnell die Brauchbarkeit des Lagers aufhebt.When trying to make movements for example the relative movement use a magnetic compass needle to determine the resistance of electrolytic Stroin circuits To change it, it has been suggested to pass electrical current through a pivot bearing to feed. Such devices are impractical because the pivot bearing is necessary must have a very small area and, in order to pass the current through, the pin and the bearing must be made of metal. As a result, each yields minor Clamping trough, which separates the storage elements from one another for a moment, an arc lighting effect with subsequent melting, which very quickly the usability of the camp cancels.

Diese Nachteile werden durch die Verwendung des Wechselstromes beseitigt, welcher keine resultierende elektrolytische Wirkung ergibt und welcher viel weniger zersetzend auf den Elektrolyten einwirkt als Gleichstrom. Tatsächlich hat sich gezeigt, daß bei Anwendung von destilliertem Wasser, welches mit chemisch reiner Salzsäure so weit aiige-S iiuert ist, <laß der Minimalwiderstand des elektrolytischen Stromkreises zwischen iooo und 2ooo Olim liegt, in Verbindung finit Wechselstrom von einer Frequenz von 6o Perioden in der Sekunde und mit einer Stromlichte in Platinleitern von ungefähr o.7; Amp. auf den nuadratzoll keine Gase durch Zer-setzung des Elektrolyten frei werden. Wenn ein elektrolytisches System in Verbindung mit einem Steuerkonipaß angewandt wird, ist es in hohem Maße erwünscht, daß (leg ElektrolN-t bei normalen Temperaturen nicht gefriert. Unter diesen Umständen wird zweckdem Wasser des Elektrolvten die gleiche Menge chemisch reinen lletlivlalkohohs zugesetzt. um (las Gefrieren auszusch@ießen. t?s hat sich gezeigt, daß diese nicht gefrierende Mischung befriedigende elektro-11-tisclie Eigenschaften hat und unter den erwä hnten Bedingungen nicht zersetzt wird.These disadvantages are eliminated by the use of alternating current, which does not give a resultant electrolytic effect and which has a much less corrosive effect on the electrolyte than direct current. In fact, it has been shown that when using distilled water, which is so extensively purified with chemically pure hydrochloric acid, the minimum resistance of the electrolytic circuit is between 100 and 200 ohms, in conjunction with finite alternating current of a frequency of 60 periods in of the second and with a current in platinum conductors of about o.7; Amp. To the nuadratzin no gases are released by the decomposition of the electrolyte. When an electrolytic system is used in conjunction with a tax bill, it is highly desirable that (leg ElectrolN-t does not freeze at normal temperatures. In these circumstances, an equal amount of chemically pure alcoholic alcohol is added to the electrolyte's water Ruling out freezing. It has been shown that this non-freezing mixture has satisfactory electrical properties and is not decomposed under the conditions mentioned.

Wenn man versucht, ein elektrol-tisches Kontrollsvstein anzuwenden. bei welchem die Verhältnisse so liegen. daß eine Zerlegung des Elektrolyten eintritt, so bringt die sich ergebende Entwicklung und Freigabe von Gasen Änderungen im Widerstand des Elektrolyten hervor, durch welche der ganze Stromkreis unstabil und für genaue Arbeit unbrauchbar gemacht- wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung gewinnt man einen stabilen Widerstand vom Gesichtspunkte der Nichtzerlegung des Elektrolyten. Durch Verhinderung der Zerlegung ergibt sich auch die 1löslichl:eit. den Elektrolvten in einem hermetisch verschlossenen Behälter unterzubringen, aus dein Luft und andere Gase entfernt sind, was offenbar nicht möglich ist, wenn man einen sich zersetzenden Elektrolvten anwendet, infolge der ständigen Gasentwicklung und der Blasen und des Druckes, die sich dabei ergeben. Der '\T erschluß des Behälters verhindert nicht nur Verdampfung und daraus folgende Änderungen desElektrolyten. die seinen Widerstand beeinflussen, sondern vermeidet auch eine Verschmutzung des Elektrolvten durch Fremdstoffe, wodurch gleichfalls eine Änderung im Widerstand entstehen kann. Das Gefäß 5 ist abgeschlossen durch eine rinhstim verschmolzene Fuge 33, die den oberen Teil des Gefäßeis mit dem Boden 35 verbindet. Nach dem Einfüllen des Elektrolvten in das Gefäß werden Luft und andere Gase aus diesem ausgepumpt und dann der hermetische Ahschluß durch einen Schmelzansatz 34 in bekannter Weise erzeugt.When trying to use an electrical control stone. in which the circumstances are so. that a decomposition of the electrolyte occurs, so the resulting evolution and release of gases brings about changes in resistance of the electrolyte, through which the whole circuit is unstable and for exact Work is rendered unusable. According to the present invention, one wins stable resistance from the point of view of non-decomposition of the electrolyte. By Prevention of decomposition also results in solubility. the Electrolvte put in a hermetically sealed container, out of your air and others Gases are removed, which is apparently not possible if one is decomposing Electrolvten applies, as a result of the constant evolution of gas and bubbles and the Pressure resulting from this. The '\ T closure of the container does not prevent only evaporation and consequent changes in the electrolyte. which his resistance influence, but also avoids contamination of the electrolyte by foreign substances, which can also result in a change in resistance. The vessel 5 is completed by a rinhstim fused joint 33, which forms the upper part of the Vessel ice connects to the bottom 35. After filling the electrolyte into the Air and other gases are pumped out of this vessel and then the hermetic one Connection generated by a melt 34 in a known manner.

Bei Flüssigkeitskompassen der geschlossenen Art ist es notwendig, daß die Behälterkammer vollständig gefüllt wird, damit Sch-,v ingungsbewegungen des Gefäßes keine Wellenbewegungen erzeugen, die das drehbare Element stören,- und damit weiter nicht bei Verdampfung der Flüssigkeiten sich Wolken in dem Behälter bilden, welche die Durchsicht erschweren. Bei einem vollständig gefüllten Behälter muß naturgemäß eine Vorkehrung getroffen werden, um die Expansion (leg Flüssigkeit zu gestatten. Verschiedene Hilfsmittel sind zu diesem Zweck vorgeschlagen, z. B. die Befestigung des unteren Teils des Kompaßbehälters mittels eines metallischen Sylphonbalgens, dessenZVirkung darin besteht, die Beh:ilterkanimer gefüllt zu erhalten und- gleichzeitig die Expansion der Flüssigkeit- zu gestatten. - Eine solche metallische Vorrichtung kann nicht in Verbindung mit einem Elektrolvten angewandt werden: Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, (laß (las hermetisch geschlossene Gefäß 5 am oberen Teil eine ringförmige Fxl)ansionslcaininer ; 6 besitzt, die so- angebracht ist, daß die vollständige Füllung des Hauptteils des Gefäßes möglich ist. Der obere Teil dieser Kammer bleibt leer, um die Expansion der Flüssig-1cCit 25 im eigentlichen Gefäß 5 zu gestatten. Zwischen dem Gefäßkörper 5 und der Expansionshammer 36 ist ein ringförmiger Durchgang von geringer Weite vorhanden, welcher verhindert, daß eine Schwingung des Gefäßes eine Wellenbewegung auf den Hauptflüssigkeitskörper 25 überträgt. Wenn das Gefäß 3 in Verbindung mit einem Steuerkompaß angewandt wird, wird es zweckmäßig aus einem Stück eines durchsichtigen, isolierenden Stoffes hergestellt, welcher im Elektrolyten unlöslich ist.In the case of liquid compasses of the closed type, it is necessary to that the container chamber is completely filled, so that swaying movements of the vessel do not generate any wave movements that interfere with the rotatable element, - and so that clouds do not form in the container when the liquids evaporate which make it difficult to see through. When the container is completely full Naturally, a precaution must be taken to prevent the expansion (put liquid to allow. Various aids are proposed for this purpose, e.g. B. the attachment of the lower part of the compass container by means of a metallic Sylphon bellows, the effect of which is to keep the container canisters filled and - at the same time - to allow the expansion of the liquid. - Such a metallic one The device cannot be used in conjunction with an electrolvte: According to The object of the present invention is achieved by (let (read hermetically closed vessel 5 on the upper part an annular Fxl) ansionslcaininer; 6 owns, which is positioned so that the main part of the vessel is completely filled is possible. The upper part of this chamber remains empty to allow the expansion of the liquid 1cCit 25 to allow in the actual vessel 5. Between the vessel body 5 and the expansion hammer 36 there is an annular passage of small width, which prevents that an oscillation of the vessel causes a wave motion on the main body of liquid 25 transmits. When the vessel 3 is used in conjunction with a steering compass, it is expediently made from a piece of a transparent, insulating material, which is insoluble in the electrolyte.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for ac powered steering compasses, whose fixed conductors sit isolated on their carrier. and their movable Conductors are attached to an insulated support rotatable in a liquid, characterized in that (let the conductors (4., 7, 14, 16 and 6, 15) are arranged in such a way that their rotation relative to one another and due to the shape and mutual position of the turntable ladder (6, 15) and the fixed Conductors (4, 7, 14, 16) to each other the resistance of one circuit is increased, without increasing the other's.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that that the period numbers of alternating current and its value in restriction through the resistance of the circuit is so high that a substantial accumulation of Gases on the fixed and moving conductors made of platinum group metals (.4, 7, 14, 16 and 6, 15) is prevented.

3. Arrangement according to claim i, characterized by magnetically sensitive elements (V, 32) inside the carrier (26) for the movable Leitei- (6, 15).

4. Arrangement according to claim i, characterized by an expansion chamber (36) inside the hermetically sealed liquid container (5).

5. Arrangement according to claim 4, characterized by a narrowed Connection channel between the interior of the liquid container (5) and the expansion chamber (36).

6. Flektrolvtisclies control system according to claim r, characterized in that The fixed ladder (4th, 7th r «., 16) is in the direction of movement of the movable one Head (6, r5) are extended.