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Anzeigevorrichtung für die gegenseitige Abweichung zweier Bewegungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung für die gegenseitige Abweichung
zweier Bewegungen, insbesondere in Anwendung auf die Anzeige der voneinander abhängigen
Verdrehungen von Visiervorrichtung und Geschützen auf Kriegsschiffen. Durch die
Erfindung soll ermöglicht werden, auf einfache, genaue und übersichtliche Art und
Weise von einer Kontrollstaticn die Stellung der Geschütze im Verhältnis zur Visiervorrichtung
überwachen zu können. Mit besonderem Vorteil läßt sich die neue Anordnung zum Vergleich
der Winkelstellungen der Geschütze sowohl im Verhältnis zur Winkelstellung der Visiervorrichtung
als auch im Verhältnis zur Schiffsrichtung verwenden.
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Gemäß der Erfindung wird also vorgeschlagen, sowohl die Größe der
Verdrehung der Visiervorrichtung als auch die Größe der Verdrehung des Geschützes
auf eine einzige Vorrichtung zu übertragen, die mit einer Korrekturvorrichtung in
Verbindung steht, durch welche der Unterschied der Winkelbewegungen der Visiervorrichtung
und des Geschützes Berücksichtigung findet. Zweckmäßig werden zwei elektrische Gebervorrichtungen
vorgesehen, wobei die eine von der Visiervorrichtung, die andere vom Geschützträger
angetrieben wird. Die in den Gebervorrichtungen durch die Verdrehung der Visiervorrichtung
und des Geschützes erzeugten elektromotorischen Kräfte werden zu einer zweckmäßig
in der Kontrollstation angeordneten Empfangsvorrichtung geleitet, die derart ausgebildet
ist, daß ihre Anzeigevorrichtung sich in Nullstellung befindet, wenn sowohl das
Geschütz als auch das Visierrohr nach demselben Ziel gerichtet sind. Neben diesen
Anzeigevorrichtungen ist es vorteilhaft, in der Kontrollstation eine weitere Anzeigevorrichtung
anzuordnen, welche im Übersetzungsverhältnis i : _ von der Drehung des Geschützes
abhängt und die jeweilige `'Vinkelstellung des Geschützes im Hinblick auf das Schiff
anzeigt.
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In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Die Abb. i läßt drei Geschütze io, ii und 12 erkennen, welche beispielsweise
in verschiedenen Geschütztürmen aufgestellt sind. Diese Geschütze werden geleitet
durch eine einzige Visiervorrichtung 13, für welche zweckmäßig ein Fernrohr dienen
kann. Die Winkelbewegung dieses Fernrohres wird durch geeignete Mittel, die nicht
dargestellt sind, auf die Geschütze übertragen, wodurch die Geschütze auf das gleiche
Ziel gerichtet werden, welches am Fernrohr zu sehen ist. Gemäß der
Erfindung
sind in einer zentral gelegenen Überwachungsstation 1q. Anzeigevorrichtungen angeordnet,
mittels welcher die jeweilige Stellung der Geschütze und das Verhältnis ihrer Stellung
zur Richtung der Visiervorrichtung leicht abgelesen und festgestellt werden kann.
Wie dargestellt, werden auf die Anzeigeeinrichtung die Winkelbewegungen der Geschütze
und der Visiervorrichtung in einer horizontalen Ebene übertragen; selbstverständlich
können auch in gleicher Weise mit derselben Vorrichtung die Winkelbewegungen in
vertikalen Ebenen angezeigt werden.
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Die Visiervorrichtung 13 treibt mittels einer Zahnradübersetzung 16
und 17 die Gebervorrichtung 15 an. In ähnlicher Weise ist eine Gebervorrichtung
mit jedem Geschütz bzw. mit jedem Geschützturm verbunden; im dargestellten Ausführungsbeispiel
dient das Zahnräderpaar 18 und 1g zur Übertragung der Winkelverdrehung des Geschützes
auf die Gebervorrichtung.
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Die genannten Gebervorrichtungen besitzen beispielsweise eine Einphasenerregerwicklung,
die mit einer Mehrphasenwicklung zusammenwirkt, wobei eine der beiden Wicklungen,
zweckmäßig die Mehrphasenwicklung, am umlaufenden Teil der Vorrichtung angeordnet
ist. Die Erregerwicklungen der beiden Vorrichtungen werden von einer beliebigen
Wechsel stromquelle erregt. Vorteilhafterweise werden die Gebervorrichtungen mit
einer hohen Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis zur Drehbewegung der Visiervorrichtung
und der Geschütze, mit welchen sie verbunden sind, angetrieben; in vorliegendem
Fall ist das Übersetzungsverhältnis 36: 1.
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In der Überwachungsstation 14 sind drei Empfangsvorrichtungen 2o,
21 und 22 zur Anzeige der Winkelabweichungen vorgesehen. Jede dieser Vorrichtungen
besteht aus zwei Mehrphasenwicklungen, von welchen eine auf den feststehenden, die
andere am umlaufenden Teil des Empfängers angeordnet ist. Diese Mehrphasenwicklungen
stimmen mit den Mehrphasenwicklungen der Gebervorrichtungen überein und sind zweckmäßig
in Sternschaltung miteinander verbunden. Die eine von den beiden Mehrphasenwicklungen
der Empfangsvorrichtung ist durch die Leitung 23 mit der Gebervorrichtung 15 verbunden,
während die anderen Mehrphasenwicklungen durch die Leitungen 2q., 25 und 26 mit.
den von den Geschützen beeinflußten Gebervorrichtungen in Verbindung stehen.
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Im Betrieb werden in den Gebervorrichtungen durch die feststehenden
Feldwicklungen in den umlaufenden Mehrphasenwicklungen elektromotorische Kräfte
wachgerufen, die auf die Empfangsvorrichtungen 2o, 21 und 2a übertragen werden,
in welchen elektromagnetische Drehfelder entstehen, die eine Verdrehung des Läufers
der Empfangsvorrichtung bewirken. Hierbei ist die Anordnung so getroffen, daß bei
Drehung der Visiervorrichtung und des Geschützes in der gleichen Richtung einander
entgegengesetzt gerichtete Felder in den Wicklungen der Empfangsvorrichtungen entstehen,
wodurch eine Drehung des Motors nur der Differenz der Feldstärken entspricht.
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Da angestrebt ist, daß die Läufer der Empfangsvorrichtungen die gleiche
Stellung einnehmen, wenn alle drei Geschütze auf dasselbe Ziel gerichtet sind, ist
zweckmäßig zwischen dem Zahnrad 18 und der von diesem angetriebenen Gebervorrichtung
eine Vorrichtung eingeschaltet, um eine Korrektur der Winkelverschiedenheit herbeizuführen.
Eine derartige Korrekturvorrichtung zeigt die Abb.3. Auf der gleichen Welle mit
dem Antriebszahnrad 18 sitzt ein Zahnrad 27, welches mit dem Zahnrad 28 in Eingriff
steht, das seinerseits mit der Welle des Läufers der Gebervorrichtung 2g verbunden
ist, wobei die Vorrichtung 29 eine von jenen Gebervorrichtungen ist, deren Läuferwicklung
mit den Empfängern 2o, 21 und 22 in Verbindung steht. Der Ständer der Gebervorrichtung
2,9 ist ebenfalls drehbar gelagert und kann durch das mit ihm verbundene Zahnrad
30 in Umdrehung versetzt werden. Das Zahnrad 30 greift in die Zahnstange
31 ein, die mit dem in der Führung 33 gelagerten Gestänge verbunden ist. An das
Gestänge 32 schließt sich ein Hebel 34 an und an diesen das im Lager 37 geführte
Gestänge 36, welches am anderen Ende ein Joch 38 besitzt, in welches ein vom Zahnrad
q0 getragener Zapfen 39 eingreift. Dieses Zahnrad 40 wird über die Zahnräder
41, 42 und 43 vom Zahnrad qq. angetrieben, welches auf der gleichen Welle sitzt
wie das Antriebszahnrad 18. Durch diese Zahnräder wird eine Übersetzung im Verhältnis
i : i zwischen. dem Geschützzahnrad 1g und dem Zahnrad qo erreicht.
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Auf dem Hebel 34 sitzt ein Zapfen 35, welchem durch eine Führung 45
nur eine Bewegung in senkrechter Richtung zu den Gestängen 32 und 36 gestattet ist.
Die Verschiebung des Zapfens kann bewirkt werden durch ein Handrad 46, welches die
Schraubenspindel antreibt, die mit der mit dem Zapfen in Verbindung stehenden Schraubenmutter
zusammenarbeitet. Diese Verschiebbarkeit des Zapfens ist in@ Verbindung gebracht
mit einer kalibrierten Trommel 48, wodurch eine genaue Einstellung ermöglicht wird.
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Die Wirkungsweise dieser Korrekturvorrichtung soll an Hand der Abb.
q. erklärt werden, welche die Verhältnisse am Kampffeld wiedergibt. Die Geschützstellung
ist dargestellt durch den Punkt B, der Standort der Visiervorrichtung durch den
Punkt A und das Ziel durch den
Punkt D. Hierbei muß bemerkt werden,
daß die Entfernung A-B für jedes Geschütz eine konstante Größe darstellt, während
die Entfernung A-D, die Zielweite, naturgemäß veränderlich ist. Die beiden genannten
Entfernungen sind mit den Buchstaben b und r bezeichnet. Eine aus dem Punkt
A auf die Strecke B-D gefällte Senkrechte trifft die genannte Gerade im Punkt E.
Es ist dann: A-E = b sin = y sin u daraus folgt:
Für kleine Winkel ist der sin des Winkels ungefähr gleich dem Winkel selbst; für
kleine Werte von u ist daher:
Daraus geht hervor, daß der Winkelunterschied cc zwischen Visiervorrichtung und
Geschützrichtung berücksichtigt werden kann durch eine Winkeldrehung des Ständers
der Gebervorrichtung 2g proportional b sin Diese Verdrehung wird durch die in Abb.
3 dargestellte Korrekturvorrichtung bewirkt. Das Zahnrad 4o besitzt dieselben Winkelgeschwindigkeiten
wie das Geschützzahnrad und beschreibt auf diese Weise den Winkel cb, während es
dem Gestänge 36 eine Bewegung proportional zum sin des Winkels e erteilt. Die Entfernung
b liegt für jedes Geschütz fest und es bleibt nur noch die veränderliche Ziehveite
in die Vorrichtung einzuführen. In vorliegendem Beispiel wird die Zielweite y durch
Drehung des Handrades 46 und dementsprechend durch Verschiebung des Zapfens 35 berücksichtigt.
Naturgemäß ist die Einteilung auf der Kalibertrommel 48 für jedes Geschütz anders,
da jedes Geschütz in einem anderen Geschützturm untergebracht ist und die Entfernungen
vom Geschützturm bis zur Visiervorrichtung verschieden sind. Auf diese Weise wird
die Verdrehung des Ständers 29 durch die Zahnstange 31 proportional der Winkelabweichung,
wodurch erzielt wird, daß die von den Gebervorrichtungen erzeugten elektromotorischen
Kräfte derart auf die Empfangsvorrichtung einwirken, als ob Visiervorrichtung und
Geschütz im gleichen Punkt angeordnet sein würden. Unter diesen Voraussetzungen
zeigen die durch die Empfangsvorrichtungen bewegten Anzeigevorrichtungen 50, 51
und 52 alle die Nullstellung an für den Fall, daß tatsächlich Visiervorrichtung
und Geschütz auf den gleichen Gegenstand hinzielen.
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Wie insbesondere die Abb. 2 zeigt, besitzen die Anzeigevorrichtungen
Zeiger 5o", 51a und 52a, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß alle Zeiger die
gleiche Richtung einnehmen, wenn die Visiervorrichtung und alle Geschütze auf ein
gemeinsames Ziel hinweisen. `Werden außerdem die einzelnen Anzeigevorrichtungen
in einer Linie, eine hinter der anderen, angeordnet und befindet sich der Nullpunkt
ebenfalls in dieser Linie, dann bilden bei richtiger Stellung der Geschütze alle
Zeiger eine gerade Linie, wodurch Abweichungen leichter festgestellt werden können,
als wenn jede Anzeigevorrichtung eine abweichende Nullstellung besitzen würde.
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Außer den beschriebenen Vorrichtungen sind in der Kontrollstation
noch weitere Anzeigevorrichtungen 58, 59 und 6o vorgesehen, die von der Gebervorrichtung
53 beeinflußt werden, auf welche im Verhältnis i : i die Drehung der Geschütze übertragen
wird; zu diesem Zwecke ist der Läufer der Gebervorrichtung 53 mit dem Zahnrad 41
verbunden. Auch der Ständer ist beweglich und erhält eine der Winkelabweichung entsprechende
Einstellung durch den keilförmigen Teil 54, der vom Gestänge 32 bewegt wird. Auf
dieser Fläche läuft die Rolle 55, die vom Gestänge 56 und 57 getragen wird, welches
an dem Ständer der Gebervorrichtung 53 eingreift. Diese Gebervorrichtungen 53, welche
durch die Geschützdrehung angetrieben werden, stehen, wie bereits erwähnt, in elektrischer
Verbindung mit den Empfangsvorrichtungen 58, 59 und 6o in der zwischenliegenden
Kontrollstation. Diese Empfangsvorrichtungen sind ähnlich gebaut, wie die Gebervorrichtungen
und besitzen eine vom Netz erregte Feldwicklung und eine an ihren Läufern angebrachte
Mehrphasenwicklung. Die mit den genannten Empfangsvorrichtungen verbundenen Zifferblätter
61, 62 und 63 zeigen dann die jeweilige Stellung der Geschütze im Verhältnis zur
Schiffslängsachse.
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Selbstverständlich ist das Anwendungsgebiet der Erfindung nicht nur
auf die Überwachung der Geschützeinstellung beschränkt, sondern kann auch in allen
ähnlichen Fällen verwendet werden, in welchen zwei voneinander abhängige Bewegungen
überwacht werden sollen, beispielsweise die von einer Visiervorrichtung geleitete
Einstellung von Scheinwerfern.