DE553023C - Fernsteuerung fuer schwere Gegenstaende - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 21. JUNI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

te 553023 KLASSE 72 f GRUPPE

■ S 77376 XIIM

Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 2. Juni

Siemens-Schuckertwerke Akt .-Ges. in Berlin-Siemensstadt*) Fernsteuerung für schwere Gegenstände

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Dezember 1926 ab

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsteuerung für schwere Gegenstände, wie Scheinwerfer, Geschütze o. dgl., wobei der Geber und der Empfänger elektrisch zum Gleichlauf gebracht werden. Bei solchen Einrichtungen kann unter Umständen der verhältnismäßig schwer belastete Empfänger zum Außertrittfallen gebracht werden, wenn der Geber durch seinen Geberantrieb, beispielsweise ein Handrad, zu rasch gedreht wird. Infolge der großen kinetischen Energie der gesteuerten Massen ist ferner das plötzliche Stillsetzen des Geberantriebes mit hohen Beanspruchungen der Antriebsorgane verbun-

Um den Einfluß der großen Massenkräfte der zu steuernden Gegenstände auf die Fernsteuerungseinrichtung in zulässigen Grenzen zu halten, schaltet man zweckmäßig zwischen

so den Geberantrieb und die zu steuernden Gegenstände ein elastisches Glied ein. Es ist beispielsweise vorgeschlagen worden, die Empfängerbewegungen auf die zu steuernden Gegenstände vermittels sogenannter Rückdrehgetriebe zu übertragen. Das Wesen dieser Getriebe besteht darin, daß ein Getriebeglied, beispielsweise ein Zahnrad, von dem Empfänger entsprechend den Steuerbewegungen am Geber um einen bestimmten Weg aus seiner Ausgangslage bewegt wird, und daß dann nach dieser vom Empfänger abhängigen Steuerungsbewegung ein anderes Glied des Getriebes eine der Steuerbewegung des ersten Gliedes entsprechende Bewegung des zu steuernden Gegenstandes bewirkt. Es wird dadurch erreicht, daß die Geberbewegungen nicht direkt, sondern indirekt auf den zu steuernden Gegenstand übertragen werden. Durch diese Rückdrehgetriebe wird zwar in die Fernsteuerungseinrichtungen eine gewisse Elastizität gebracht; bei Überschreitung einer bestimmten Höchstgrenze der Steuergeschwindigkeit des Gebers reicht diese jedoch noch nicht aus, um die Antriebsorgane der zu bewegenden Gegenstände mit Sicherheit gegen plötzlich auftretende Massenkräfte zu schützen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Fernsteuerungseinrichtung, durch welche diese Nachteile vermieden werden. Erfindungsgemaß wird zwischen Geberantrieb und Geber eine lösbare Kupplung angeordnet, die von einem zur Übertragung der Empfängerbewegungen auf den zu steuernden Gegenstand dienenden Kupplungsorgan derart beeinflußt ist, daß bei Überschreiten einer bestimmten Steuergeschwindigkeit des Geberantriebes die Kupplung zwischen diesem und dem Qeber aufgehoben wird. Als Kupplungsorgan zwischen Empfänger und zu steuernden Gegenständen verwendet man zweckmäßig Rückdrehgetriebe. Mit diesem Getriebe wird beispielsweise eine Schaltwalze für den Bewegungsmotor des zu steuernden Gegenstandes gekuppelt, und auf der Schaltwalze wird ein besonderer Kontakt angeordnet, durch den in

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Otto Sparing in Berlin-Siemensstadt.

den Endstellungen der Schaltwalze die Aufhebung der Kupplung zwischen dem Geber und dem Geberantrieb bewirkt wird. Eine besonders zweckmäßige Anordnung ergibt sich, wenn man zur Kupplung des Geberantriebs mit dem. Geber eine Elektromagnetkupplung verwendet. Die Schaltwalze ist dabei so zu bemessen, daß die Verzögerung des Bewegungsmotors unabhängig von der Verzögerung des ίο Geberantriebs erfolgt. Die Anlaßstufen für den Bewegungsmotor werden so unterteilt, daß unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Geberantriebs eine gleichbleibende Beschleunigung und Verzögerung des Bewegungsmotors erzielt wird. Die Kupplung zwischen Geberantrieb und Geber bleibt stets nur so lange eingeschaltet, wie die Steuergeschwindigkeit in zulässigen Grenzern bleibt. Überbeanspruchungen der Antriebsorgane und Überfahren der gewünschten Steuerstellung können bei einer Fernsteuerungseinrichtung nach der Erfindung nicht eintreten.

Um'gegen Störungen gesichert zu sein, die beim Ausbleiben der Netzspannung eintreten können, wird die gesamte Anlage zweckmäßig so geschaltet, daß die Magnetkupplung, der Bewegungsmotor und die Gleichlaufeinrichtung von einem gemeinsamen Netz -gespeist werden. Richtgerät und Geber können dann bei ausbleibender Netzspannung durch den Geberantrieb nicht bewegt werden. Man wird ferner in an sich bekannter Weise die Anordnung und Schaltung des Systems so wählen, daß am Geberantrieb nur die Arbeit für. die Verdrehung des Gebers und des Richtgeräts zu liefern ist, während die Bewegungsenergie für" den Empfänger und den Bewegungsmotor des zu steuernden Gegenstandes einer gesonderten Energiequelle entnommen wird. Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung erläutert werden. Abb. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Gesamtanordnung und Abb. 2 die Abwicklung der Steuerwalze für den Bewegungsmotor des zu steuernden Gegenstandes. 1 bezeichnet ein Handrad. 2 und 3 sind die beiden Kupplungshälften einer Elektromagnetkupplung. Das Handrad 1 ist mit dem Kupplungsteil 2 fest verbunden, der lose auf der Welle 4 sitzt. Der Kupplungsteil 3 dagegen ist mit der Welle 4 auf Drehung gekuppelt. 5 ist die Erregerwicklung der Elektromagnetkupplung, die über die Leitung 6 an die Netzleitung 7 und über die Leitungen 8 und 9 an die Netzleiturig 10 angeschlossen ist. Solange die Erregerwicklung 5 am Netz 7, 10 liegt, ist die Kupplung geschlossen,- und der Antrieb erfolgt von dem Handrad 1 über die Kupplung 2, 3, die Welle4, die Zahnrädern, 12, 13 auf die Achse 14, auf der das nicht dargestellte Richtgerät befestigt sein kann.

Um eine leichte Beweglichkeit des Richtgerätes zu erzielen, kann es lose auf der Welle 14 sitzen. In diesem Falle ist dann ein Zeiger mit der Welle 14 fest verbunden, der durch Drehung des Handrades 1 mit einem am Richtgerät befestigten Zeiger zur Deckung zu bringen ist.

Mit 15 ist ein Bürstenträger bezeichnet, der auf der Welle 4 sitzt und drei um 120⁰ gegeneinander versetzte Bürsten 16 trägt. 17 ist ein Kollektor, dessen Lamellen über die Verbindungsleitungen 18 und den Spannungsteiler 19 mit den Netzleitungen 7, 10 verbunden sind. Der so dem Netz entnommene Geichstrom wird durch Drehung des Bürstenträgers 15 in einen Dreiphasenstrom zerlegt, der über die Schleifringe 20, die Leitungen 21 dem Empfänger, Synchronmotor 22, zugeführt wird. Die Erregung dieses Motors erfolgt durch das Netz 7, 10, und zwar über die Leitungen 6, 23 und 24.

Auf der Welle 25 des Synchronmotors sitzt das Zahnrad 26, das mit dem Zahnrad 27 und dem mit Innenverzahnung versehenen Schnekkenrad 28 ein Rückdrehgetriebe bildet. Das Zahnrad 27 ist durch den Zapfen 29 mit der Schaltwalze 30 fest verbünden, die lose auf der verlängerten Motorwelle 25 sitzt.

Das Schneckenrad 28 ist beim Anlaufen des Synchronmotors 22 zunächst in Ruhe, so daß das Zahnrad 27, angetrieben durch Zahnrad 26 und Motorwelle 25, auf der Innenverzahnung 31 umläuft und die mit ihm fest verbundene Schaltwalze 30 mitverdreht. Je nach dem Drehsinn der Schaltwalze wird dann entweder das Kontaktsegment 32 oder 33 mit seinem zugehörigen feststehenden Kontaktfinger 34 in Berührung kommen, das Relais 132 oder 133 zum Ansprechen gebracht und so der Bewegungsmotor 35 für den nicht dargestellten zu steuernden Gegenstand, wie Scheinwerfer, Geschütz o. dgl., im einen oder anderen Drehsinne angelassen. Der Bewegungsmotor 3-5 erhält seinen Strom aus der Netzleitung 7, 10 über die Anlaß widerstände 3&> 37, 38. Seine Erregung 39 ist ebenfalls an die Netzleitung 7, 10 angelegt." Der Bewegungsmotor läuft langsam an und dreht über die Schnecke 40 das Schneckenrad 28 und damit das Zahnrad 27 und die Schaltwalze 30 zurück.

Wird die Schaltwalze durch den Synchronmotor beim Bewegen des Handrades 1 schneller verdreht, als der Bewegungsmotor 35 zurückdreht, so kommt Kontakt 41 der Schaltwalze mit seinem Kontaktfinger in Berührung. Das zugeordnete Relais 141 spricht an, wodurch der Anlaßwiderstand 38 kurzgeschlossen wird. Der Bewegungsmotor 35 erhält somit eine höhere Spannung, und seine Drehzahl erhöht sich. Wird das Handrad 1

und damit der Synchronmotor 22 noch mehr beschleunigt, so werden auch die Relais 142 und 143 über die Kontaktsegmente 42 und 43 nacheinander Strom erhalten und damit der Reihe nach ansprechen und die Anlaßwiderstände 37 und 36 nacheinander kurzschließen. Um nun zu verhindern, daß bei weiterer Drehzahlsteigerung des Handrades 1 und damit des Synchronmotors 22 die Schaltwalze 30 unzulässig weit verdreht wird, ist ein Kontaktsegment 44 auf der Schaltwalze vorgesehen, das eine Unterbrechung des Erregerstromes für die Erregerwicklung 5 der Elektromagnetkupplung bei zu rascher Drehung der Handkurbel 1 vornimmt. Die Elektromagnetkupplung 2, 3 öffnet sich, und der Bewegungsmotor 35 läuft ungehindert mit höchster Geschwindigkeit weiter und dreht dabei die Schaltwalze 30 zurück.

Durch öffnen der Elektromagnetkupplung 2, 3 wird zugleich eine weitere Bewegung des auf der Achse 14 sitzenden Beobachtungsgeräts bzw. des an ihm angeordneten Folgezeigers verhütet. Erst wenn die Schaltwalze so weit zurückgedreht ist, daß Kontaktsegment 44 seinen Kontaktfinger wieder berührt, wird die Kupplung wieder geschlossen und die Handradbewegung wieder wirksam.
Die Bewegung des vom Motor 35 angetriebenen Gegenstandes (Scheinwerfer oder Geschütz) wird unabhängig von der Verzögerung des Handrades stets gleichmäßig durch Öffnen der Kontakte der Relais 143, 142 und 141 verlangsamt. Durch entsprechende Bemessung der Anlaßstufen 36, 37, 38 läßt sich der Bremsstoß stark vermindern, unter Umständen ganz vermeiden.

Diei Hauptarbeit wird durch den Bewegungsmotor 35. geleistet. Der Bedienungsmann am Handrad hat nur die zur Verdrehung des Bürstenträgers 15 und des Getriebes 11, 12, 13 erforderliche Arbeit zu leisten. Die Verdrehungsarbeit für Synchronmotor, Rückdrehgetriebe und Schaltwalze liefert das Netz.

In der Abb. 2 der Zeichnung, die schematisch eine Abwicklung der Schaltwalze darstellt, sind 32 und 33 die Kontaktsegmente, die den Bewegungsmotor 35 entweder in dem einen oder anderen Sinn steuern. Sie umfassen einen Schaltwinkel von je i8o°, vermindert um die halbe Breite eines Kontaktfingers 34. Das letzte Kontaktsegment 44 umfaßt einen Schaltwinkel von etwa 320⁰, schaltet also bei 20⁰ vor Vollendung der halben Umdrehung die Elektromagnetkupplung 2, 3 in jeder der beiden Drehrichtungen aus. Der Umschließungswinkel der Kontaktsegmente 41, 42, 43 wird entsprechend der gewünschten Abstufung der Anlaßwiderstände für den Bewegungsmotor 35 gewählt. Er beträgt in der dargestellten Skizze für das Kontaktsegment etwa 190⁰, das Segment 42 etwa 210⁰ und das Segment 41 etwa 250⁰.

Die beschriebene Fernsteuerung läßt sich für verschiedene Bewegungsrichtungen des zu steuernden Gegenstandes, z. B. zum Höhen- und Seitenrichten eines Scheinwerfers oder Geschützes, verwenden. Für das Wesen der Erfindung ist es außerdem belanglos, wie der elektrische Gleichlauf zwischen Geber und Empfänger erzielt wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Fernsteuerung für schwere Gegenstände (Scheinwerfer, Geschütze), bei der Geber und Empfänger elektrisch zum Gleichlauf gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen Geberantrieb und Geber angeordnete Kupplung (2, 3) von einem Kupplungsorgan (28, 30) zur übertragung der Empfängerbewegungen auf den zu steuernden Gegenstand derart beeinflußt ist, daß bei Überschreitung einer bestimmten Steuergeschwindigkeit des Geberantriebs die Kupplung zwischen diesem und dem Geber aufgehoben wird.

2. Fernsteuerung nach Anspruch 1, bei der die Bewegungen des Empfängers go durch ein an sich bekanntes Rückdrehgetriebe auf eine zur Steuerung des Bewegungsmotors dienende Schaltwalze übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Endstellung der Schaltwalze die Aufhebung der Kupplung zwischen dem Geber und dem Geberantrieb bewirkt wird.

3. Fernsteuerung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine elektromagnetische Kupplung zwischen Geberantrieb und Geber, die eingeschaltet ist, solange der Steuerausschlag der Schaltwalze ein bestimmtes Maß nicht überschreitet, während sie in den Endstellungen der Schaltwalze über einen von dieser gesteuerten Kontakt ausgeschaltet wird.

4. Fernsteuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Magnetkupplung, Bewegungsmotor und Gleichlaufvorrichtung von einem gemeinsamen Netz gespeist werden, so daß beim Ausbleiben der Netzspannung eine Verdrehung sowohl des Richtgeräts als auch des Gebers mit Hilfe des Geberantriebes unmöglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen