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Einrichtung zur Übertragung der Angaben eines auf einem Schiff gelagerten
Kreiselkompasses mit Hilfe eines groben und feinen Übermittlers Die Erfindung betrifft
eine Übertragungseinrichtung für Kreiselkompasse. Solche Übertragungssysteme für
einen auf einem Schift gelagerten Kreiselkompaß weisen einen groben und feinen Übermittler
auf, die direkt oder indirekt von einem den Bewegungen eines Kreiselelementes folgenden
Nachdreheleinent betätigt werden. Es ist bekannt, durch einen groben und feinen
Übermittler einen groben und feinen Tochteranzeiger zu steuern. Um die übertragenen
Angaben für Kurs und Geschwindigkeit des Schiffes zu korrigieren, sind die bekannten
Übertragungssysteme mit einer ebenfalls von dein iVTachdrelielement betätigten Vorrichtung
ausgebildet.
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Nach der Erfindung ist zwischen der Korrekturvorrichtung und dem groben
und feinen Übermittler ein Getriebe derart vorgesehen, daß diese Korrekturen in
demselben Maßstab eingeführt werden, in dem die Bewegungen der Cbermittler zueinander
stehen. Nur auf diesem Wege sind selbsttätige und absolut genaue Einführungen der
Korrekturen von einem Kreiselkompaß aus erzielbar, da die voneinander unabhängigen
Übermittler mit verschiedenen Relativgeschwindigkeiten arbeiten.
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Erfindungsgemäß ist bei einem solchen Svstem, das in bekannter Weise
bei Wechselstrombetrieb einen Wechselstromübermittler mit einem drehbaren Ankergliede
und einem drehbaren Feldgliede aufweist, eine Triebverbindung zwischen dem Nachdrehelement
des Kompasses und dem einen der Glieder vorgesehen, um .dieses Glied bei Drehung
des Kompasses zu drehen, und weiter ist eine Korrekturvorrichtung zwischen dem Nachdrehelement
und dem anderen der Glieder zwecks Korrektion der von dem Übermittler übertragenen
Winkel vorgesehen. Man kann also demnach berichtigte feine und grobe Anzeigen übertragen.
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Vorzugsweise führt ein einziges von dem Nachdrehelement betätigtes
Korrektionszahnrad durch verschiedene Getriebeübersetzungen eine Kurs- und Geschwindigkeitskorrektion
des Kompasses an beiden Übermittlern, dem groben und feinen, in dem gewünschten
Maßstabe ein. Hierdurch wird eine gedrängte, genaue und wirksame Vorrichtung geschaffen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
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Abb. i ist eine Vorderansicht eines Hauptkompasses, Abb. 2 ein Grundriß
der Abb. i, Abb. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Abb..I durch einen Totgangstrieb
zwischen dem Hauptkompaß und einem Übermittler, Abb. .4 ein Schnitt nach Linie 4-4
der Abb. 3, Abb. 5 ein Teilgrundriß des Mechanismus zum Einführen von Korrektionen
in die Übermittler, Abb. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 der Abb. 5 durch den Grobübermittler
und die Korrektionseinrichtung,
Abb. 7 ein Schnitt nach Linie 7-7
der Abb. 5, Abb. 8 ein Schnitt durch einen der Zapfenblöcke nach Abb. 7, Abb.9 ein
Schaltschema der Ubermfttler und Tochtereinrichtungen.
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Die Erfindung ist nicht bloß für Kreiselkompasse, sondern allgemein
verwendbar. Der Kompaß nach Abb. i hat ein Kreiselgehäuse io, in dem der Kreiselrotor
läuft und das auf waagerechten Achsen in dem senkrechten Ring i i gelagert ist.
Gehäuse und Ring bilden das empfindliche Element, das am Stern iz um eine senkrechte
Achse beweglich, z. B. durch die Magnetaufhängung 13, aufgehängt ist. Vom Stern
1a wird das übliche Nach,drehglied 14 drehbar gestützt, welches das Azimutrad 15
trägt, das mit einem Ritzel 16 eines Azimutmoto-rs 17
kämmt. Das ballistische
uecksilberelement 18 und Exzenterzapfen i#- sind auch angedeutet.
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Bei der gewöhnlichen Art des Betriebes von Kreiselkompassen läßt der
Azimutmotor 17 das Nachdrehelement i4 den scheinbaren Bewegungen des empfindlichen
Elementes folgen, und die Bewegungen des Nachdrehelementes sind daher durch eine
Rose angezeigt worden, die vom Nachdrehelemente getragen wird. Solch eine Rose kann
hier vorgesehen sein. Da aber die Erfindung bei einer Synchronübertragung veranschaulicht
wird, deren Übermittler eine Beziehung i : i mit dem Hauptkompaß hat, so kann man
die Rose C am Anker des Übermittlers T anbringen.
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Für synchrone Übertragung der Bewegungen des Hauptkompasses auf die
Tochterkompasse kann man den Übermittler T verwenden, der durch die Triebräder z
i-Za mit der Übersetzung i : i von dem Nachdrehelement angetrieben wird. Die Übertragung
kann mit Gleichstrom arbeiten, ist aber in dem Ausführungsbeispiel mit Wechselstrom
veranschaulicht. Der Übermittler T hat daher Feldpole und einen Anker, der vom Nachdrehelement
gedreht wird. Die Verlagerung des Ankers relativ zu den Feldpolen wird auf einen
gleichen Empfänger M mit gleichen Feldpolen und Anker übertragen, damit die Empfänger
.die Bewegungen des Übermittlers T wiederholen. Handelt es sich um Gleichstromübertragung,
so kann die Übertragung nach einem bekannten Verfahren geschehen.
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Eine Kompaßrose C sitzt an der Ankerwelle des Übermittlers T. Da die
Rose in 36o° geteilt ist (Abb. a), so sind genaue Ablesungen innerhalb etwa fünf
oder zehn Bogenminuten unmöglich, und bestenfalls kann man etwa innerhalb des nächsten
Grades genau ablesen. Gleichzeitig mit der Betätigung des i : i-Übermittlers T,
der nachstehend Grobübermittler genannt sei, wird daher auch ein Feinübermittler
T' betätigt, der eine Vielfachübersetzungsverbindung mit dem Azimutrade 15 hat,
so daß der Feinübermittler T' mehrere Umdrehungen - hier 36 - je Umdrehung des Hauptkompasses
macht. Eine volle Umdrehung der Rose C
des Übermittlers T' entspricht
daher nur io° und erlaubt eine Ablesung innerhalb fünf oder zehn Bogenminuten. Die
Verwendung des Feinübermittlers T' zerstört nicht die vollständige Synchronisierung
der Übertragung, denn sollte der Hauptkompaß z. B i5° beim Ausbleiben des Stromes
gedreht werden, so wird bei Wiederkehr des Stromes Tochtermotor M eine Lage in genauer
Synchronisierung mit dem Übermittler T und daher mit dem Hauptkompaß einnehmen,
.d. h. um die ganzen i5° bewegt werden, während der Übermittler M' sich durch die
-restlichen 5° bewegt, so daß :die absolute Synchronisierung nie zerstört wird und
gleichzeitig sehr feine Ablesungen der Kompaßbewegungen übertragen werden.
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Die Erfindung hat auch ein System zum Einführen der nötigen Korrektionen
geschaffen, die in die Hauptkompaßrose und die Tochterinstrumente eingeführt werden
müssen, um verschiedene Fehler, die notwendigerweise auftreten, auszugleichen. Wenn
ein den Kompäß tragendes Schiff eine meridionale Kurskomponente hat, tritt ein Fehler
auf, der proportional der Geschwindigkeit des Schiffes, der Breite und dem Schiffskurse
ist. Der Gesamtfehler aus diesem Grunde folgt der Gleichung
Hierin ist D die Gesamtkorrektion; a und h sind konstant; K ist,die lineare Geschwindigkeit
des Schiffes in Knoten; H ist der Winkel des Schiffskurses in Graden vom geographischen
Norden, und L ist die Breite. Hieraus ergibt sich, .daß zwei Arten von Korrektionen
einzuführen sind. Die eine Korrektion ist eine Funktion des Kurses und muß daher
dauernd vom verfolgten Kurse beherrscht werden, während die andere ein Zusatzposten
ist, der für jede bestimmte Breite nur einmal einzuführen ist. Die Korrektionen
werden wie folgt eingeführt (Abb. 5) Da es sich um Wechselstromübermittler handelt,
so kann man eine Korrektion durch Veränderung der Ankerbewegung einführen oder vorzugsweise,
da der Anker mit dem Kompaß gekuppelt ist, durch Verstellung der gewöhnlich ortsfesten
Feldpole. Diese können z. B. (Abb. 5 und 6) durch mit verzahnten
Gliedern
70, 70' kämmende Verzahnungen 30,30' bewegt werden, die an dem diese Pole
der Übermittler tragenden Gehäuse befestigt sind und durch den Korrektionsmechanismus
beherrscht werden. Jede relative Änderung der Lage zwischen Anker und Feldpolen
wird natürlich eine Änderung auf die Empfangsinstrumente M, M' übertragen, d. h.
die berichtigten Anzeigen werden so auf die Empfangsinstrumente übertragen. Wenn
man den Steuerstrichring L mit den Feldpolen beweglich lagert (Abb.6), führt man
die Korrektion durch Verstellung des Steuerstriches ein.
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Da die beiden Übermittler T, T' voneinander unabhängig sind,
muß jeder von ihnen b:-richtigt «,-erden, und die Berichtigung für den Feinübermittler
T' muß im selben Maße vervielfacht werden, wie die Bewegung der Scheibe
C relativ zur Scheibe C. Z. B. bewegt sich hier das Zifferblatt
C 36mal so rasch wie C, und entsprechend muß- jede Korrektion für Übermittler
T bei Einführen in Übermittler T' 36fach vergrößert werden. Vorteilhaft dient eine
einzige Einrichtung zum Steuern beider Korrektionen in Form eines Zahnkranzes 32
am Kreisbogen eines Schwingsektors 33. Der Zahnkranz 32 treibt über Ritzel 30, 30'
die mit den Feldpolen verbundenen Teile der Übermittler an. Die Übersetzung ist
so, daß die in die Feldpole des Ü berinittlers T' eingeführte Korrektion im Vergleich
zur Bewegung der Feldpole des t bermittlers T 36fach vergrößert wird. Hierdurch
kann man nicht bloß feine und grobe Anzeigen übertragen, sondern auch berichtigte
feine und grobe Anzeigen.
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Für Gleichstrom kann dieselbe Methode des Einführens der Korrektion
verwendet werden.
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Obige Gleichung zeigt, daß zwei Korrektionen einzuführen sind, deren
eine als Zusatzgröße in jeder bestimmten Breite in einem einzigen Vorgange einführbar
ist und deren andere eine fortlaufende Korrektion ist, die eine Funktion des verfolgten
Kurses ist und daher stets in Abhängigkeit vom Kompaß sein muß, so daß sie sich
mit dem Kurse ändern kann.
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Zur Einführung ersterer Korrektion verstellt man die Verzahnung 32
am Sektor 33 z. B. durch die Stellschraube 3.1 (Abb. 2 und 5), die in einer festen
Stütze 35 lagert und in das am Sektor 33 verschiebbare Zahnsegment 32 geschraubt
ist. Dadurch wird sofort die durch die geographische Breite bedingte Korrektion
in die beiden Übermittler im richtigen Verhältnis eingeführt und auf die Tochterinstrumente
übertragen.
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Zum Einführen der zweiten Korrektion kann man Hilfsmittel vorsehen,
um die Bewegungen des Sektors und Segmentes vorn lIauptkompaß aus zu steuern. Hierfür
kann man am Hauptkompaß einen sogenannten Kosinusring 4o anordnen, der einen Kurvenschlitz
oder eine exzentrische Nut 41 in einem kreisförmigen Gliede aufweist, derart, daß
es seine Exzentrizität in bestimmtem Maße mit der Änderung des Schiffskurses ändert.
Die Exzentrizität des Kosinusringes überträgt Bewegungen z. B. durch Kniehebel .1..l
und Lenker 45 auf das Segment. Die Verbindung zwischen Hebel und Segment ist so,
daß ein anderer Faktor dieser Korrektion, nämlich die Geschwindigkeit und Breite,
auch eingeführt werden kann, um die Bewegung des Segmentes zu bewirken. Hierzu hat
der Hebel 45 .die Form einer Gabel, die in einer Stütze .12 bei 43 angelenkt ist.
1n der Gabel gleitet ein Zapfen 46 (Abb. 8), der die Gelenkverbindung zwischen Segment
33 und Hebel .15 bildet. Wenn die Zapfen .13 und 46 fluchten, so bewirkt Drehung
des Hebels 45 keine Bewegung des Sektors 33. Wird der Schiebezapfen 46.in den Nuten
47 durch Stellmutter 5o in einem durch Skala 51 kontrolliertem Maße bewegt, welche
Breite und Geschwindigkeit des Schiffes anzeigt, so wird ein Hebelarm zwischen den
beiden Zapfen 43 und .16 gebildet, und jede Bewegung des Hebels 45 überträgt so
eine größere oder kleinere Bewegung auf ,das Segment 33, das bei 49 in Stütze 42
angelenkt ist. Die endgültige Bewegung des Segmentes ist daher die vom Kosinuskurvenschlitz
41 und Kniehebel 44 sowie der Geschwindigkeit und Breite bestimmte Kurskomponente,
wie sie durch die Stellung des Schiebezapfens 46 bestimmt wird. Diese Korrektionen
werden in die Übermittler durch dasselbe Getriebe 32 eingeführt, wie die zusätzliche
Breitenkorrektion eingeführt wurde, so daß auch diese Korrektion im Feinübermittler
T' entsprechend multipliziert wird.
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Da das Nachdrehelement gewöhnlich eine ständige kleine Schwingung
erhält, die man als Tanzen bezeichnet, um die Reibung- der Ruhe zu überwinden, so
können Hilfsmittel vorgesehen werden, um diese Bewegung von den Übermittlern auszuschalten.
Hierzu sind die vom Azimutrade 2 2 getriebenen Zahnräder nicht direkt mit den entsprechenden
Ankerwellen, z. B. Welle 6o in Abb. i, verbunden, sondern sind mit der Ankerwelle
durch eine das aTanzen ausschaltende bzw. mit Totgang versehene Einrichtung 61 verbunden.
Nach Abb. i ist z. B. das Rad 21 mit seiner Ankerwelle 6o durch die das Tanzen verhindernde
Vorrichtung 61 -nach Abb. 3 und .l verbunden. Das Rad 21 ist an einer Welle 62 befestigt,
deren Glied 63 das eine oder andere von Gliedern 6-. erfassen kann,
die
an einem Gehäuse 65 befestigt sind, das an der Ankerwelle 6o befestigt ist. Das
Glied 63 ist so geformt, und der Raum zwischen den Gliedern 64. ist so groß, daß
das Glied 63 das eine oder andere der Glieder 64. erfaßt, je nach der Drehrichtung
der Welle 62, mit einem bestimmten Maß von Totgang. Dieses ist äquivalent dem Bewegungsmaße,
das gewöhnlich durch das Tanzen des Kompasses übermittelt werden würde und ist demgemäß
weit größer am feinen als am groben Übermittler. Das Maß des Totganges kann durch
irgendeine Stellvorrichtung verändert werden, welche die Glieder 64 nach dem Glied
63 zu oder .davon hinweg bewegt. Hierzu kämmt nach Abb.3 ein Ritze167 mit dem äußeren
verzahnten Umfange 68 der Glieder 6q., um die notwendige Einstellung der letzteren
zu bewirken.