DE621175C - Vorrichtung zur selbsttaetigen Steuerung von Fahrzeugen, insbesondere Wasserfahrzeugen usw., mit Hilfe lichtelektrischer Zellen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
2. NOVEMBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 65 f 2 GRUPPE

Siemens Apparate und Maschinen G. m. b. H. in Berlin*)

mit Hilfe lichtelektrischer Zellen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. September 1927 ab

Es ist bekannt, Torpedos oder ähnliche Wasserfahrzeuge von ihrer Absendestelle aus durch Lichtgarben mit Hilfe lichtelektrischer Zellen fernzusteuern. Auch sind schon selbsttätige Steuereinrichtungen zu demselben Zweck ausgebildet worden, bei denen die Steuerung mittels lichtelektrischer Zellen in Verbindung mit optischen Systemen in deir Ausbildung einer photographischen Kamera bewirkt wird. Hierbei wird die Lichtwirkung des Zieles auf die lichtelektrischen Zellen benutzt. Das Ziel bestimmt also z. B. die Laufrichtung eines mit einer solchen Steuereinrichtung ausgerüsteten Torpedos.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannten lichtelektrischen Steuerungen derart auszubilden, daß ihre Steuerwirkung beliebig einstellbar ist. Es soll ermöglicht werden, daß einem z. B. selbstlaufenden Wasao serfahrzeug (Torpedo) ein bestimmter Kurs vorgeschrieben werden kann. Der gewünschte Kurs, den das Fahrzeug nehmen soll, kann natürlich gerade oder kurvenförmig sein, er kann auch, in gewünschter Weise nach Veras lauf bestimmter Zeiten sich in seiner Richtung ändern.

Diese Aufgabe, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sucher, der als bewegliches System, bestehend aus den Belichtungsorganen und einer lichtelektrischen Zelle, an einer vom Lichtindikator beschriebenen Bahn entlang geführt wird, mit dem beweglichen Teil einer Kontaktgebervorrichtung verbunden ist, deren mit Steuerapparaten verbundene Kontaktorgane als feststehender Teil. auf eine beliebige Stelle in der Bahn des beweglichen Teiles einstellbar sind.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Steuervorrichtung nach der Erfindung ist in Fig. ι dargestellt, bei der ein dauernd umlaufender Sucher verwendet wird.

ι ist die Achse, um die sich der Sucher 2 dreht. Er trägt eine Glühlampe 3, eine auch durch eine Blende ersetzbare optische Linse 4 und eine lichtelektrische Zelle 5. Gleichachsig mit dem Sucher ist ein den Lichtindikator bildendes Drehsystem 6 gelagert. Dieses Drehsystem kann ein Teil eines Meßinstrumentes sein, das z. B. einer zu steuernden Betriebseinrichtung zugeordnet ist. Das Drehsystem 6 kann auch z. B. von Hand derart eingestellt werden, daß durch den Sucher in Verbindung mit der nachstehend beschriebenen Kontaktgebervorrichtung ein Fahrzeug in einer' gewünschten bestimmten Richtung selbsttätig in seiner Bewegung gesteuert wird.

Synchron mit dem Sucher wird ein Kontaktgeber zum Ablauf gebracht, bei dem die Kontaktlage, die der gewünschten Steuerwirkung entspricht, auf verschiedene Winkel ein-

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

Dr, Herbert Hausrath in Karlsruhe.

stellbar ist. Auf der Drehachse ι ist eine Kontaktbürste. 7 befestigt, die über eine Kollektorscheibe 8 schleift. Letztere ist mittels Randgewindes und Spindel g in die gewünschte Winkelstellung einstellbar.

Wenn nach Eintritt der Belichtung der lichtelektrischen Zelle 5 bei Drehung der Vorrichtung in der Pfeilrichtung in an sich bekannter Weise ein Relaiskontakt 10 geschlossen wird, dann entsteht je nach der Augenblickslage des Rotors 7 ein Stromkreis über eines der Kollektorsegmente der Scheibe 8, auf dem gerade der Rotor 7 steht. Von den beispielsweise bezeichneten Kollektoren mag 11 zur Links- oder Rückwärtssteuerung, 12 zur Rechts- oder Vorwärtssteuerung auf eine gewünschte Fahrtrichtung oder auf einen einzuhaltenden Betriebszustand dienen, indem an die Kontaktsegmente ein entsprechend wirkender Apparat 13 und 14 oder eine in gleicher Weise wirkende Elektromagneteinrichtung angeschlossen ist, während das Segment 15 unbenutzt ist oder zu einem periodisch rückwärts oder vorwärts steuernden und so den Beharrungszustand anstrebenden Apparat 16 führt.

Liegt beispielsweise der Fall vor, daß der zu regelnde Zustand von der Drehzahl eines Motors abhängt, so kann zur Einstellung der Kontaktsegmente die gleiche Vorrichtung verwendet werden, die bei den bekannten Typen-. druck-Schnelltelegraphen der Fa.. Siemens & Halske zur Herstellung des Gleichlaufes des Empfängers mit dem Geber verwendet wird. Die drei Segmente entsprechen dabei X-,- m- und ^-Segmenten auf der Empfangsscheibe dieses Apparates. Die gleichen Hilfsmittel werden auch verwendet, um einen mechanischen Apparat, beispielsweise einen Schieber, Ventil, Steuer o. dgl., einzustellen. Hierbei wird beispielsweise der vom Regulierrelais J-I des Schnelltelegraphen gesteuerte Motor statt zur Einstellung eines •Feldregulierwiderstandeszur unmittelbaren Einstellung ζ. B. eines Schiebers benutzt. Die durch das Regulierrelais I-zu- bewirkende Widerstandsänderung kann dabei zur verhältnismäßig schnelleren Feinregelung verwendet werden, indem durch sie ein zum Grobwiderstand in Reihe oder parallel geschalteter Feinregelungswiderstand beeinflußt wird. Die gleiche Einrichtung kann zur Stromregulierung z, B, für elektrische Heizung oder zur Spannungsregulierung dienen, wenn der- konstant zu haltende Zustand? -oder Vorgang mittel- oder unmittelbar von diesen Größen abhängt. .

Die Einstellung der lichtelektrischen Steuervorrichtung auf einen bestimmten zu erzielenden Beharrungszustand, erfolgt, wie schon gesagt, durch die Winkeleinstellung der Kollektorscheibe 8 (oder der Bürste 7, falls die Kollektorscheibe das umlaufende System bildet). Die Steuervorrichtung arbeitet dann mit den nachfolgend angegebenen Mitteln so, daß der mittels der Kollektorscheibe 8 eingestellte gewünschte Steuerungszustand erreicht und aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck stellt man zunächst durch die gegebenen Regelungsmittel den gewünschten Zustand ein, den man an der Lage der Grenzlinie der Scheibe 6 oder eines anderen Indikators erkennt.' Dabei kann zunächst so vorgegangen werden, daß man durch eine Schaltvorrichtung die selbsttätige Regekmgsvorrichtung abtrennt und statt dessen willkürlich regelt, bis der gewünschte Betriebszustand hergestellt ist. Alsdann schaltet man die selbsttätige Regelung ein. Zur Einstellung dient eine Marke und Skala 'an Kollektorscheibe 8 und Gehäuse, die die jedem Betriebszustand entsprechende Einstellung der Kollektorscheibe angeben. Bei der gegenseitigen Zuordnung der Indikator- und Kollektorscheibenskala muß der Arbeitsweise (z. B. der Verzögerung der Zündung, abhängig von der Drehgeschwindigkeit des Suchers) Rechnung getragen werden. Da diese Beziehung von den Betriebsbedingungen abhängt, wird eine einmalige Feststellung von Gradteilung und Marke nicht immer genügend richtig bleiben. Deshalb wird für solche Fälle auch eine Nachstellbarkeit beider Organe der Gradablesung angewendet. Handelt es sich um die selbsttätige Steuerung eines Fahrzeuges, so wird dieses zweckmäßig zunächst nach der Kompaßangabe, besser unter Berücksichtigung des seitlichen Abtriebes von Hand, in die richtige Richtung gebracht und dann die Selbststeuerung nach Einstellung der Kollektorscheibe 8 auf den entsprechenden Punkt einer zu ihr gehörenden Kompaßgradeinteilung fein nachreguliert. In allen Fällen ist es möglich und zweckmäßig, durch richtige Anordnung von Bürste, Kollektorscheibe und Einstellmarke an der Kollektorscheibe für gegebene Betriebsbedingungen zu bewirken, daß als- Skala für diese Einstellung die am Meßinstrument befindliche Skala oder eine außerhalb oder innerhalb derselben stehende Skala tio mit übereinstimmender Teilung verwendet wird.· In diesem Fall wird zur Ausschaltung des Einflusses veränderter Arbeitsumstände der rotierende Teil-der Kontaktgebervorrichtung verdreht.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 kann mit einer Einrichtung verbunden werden, die dazu dient, ein wiederholtes Ansprechen der lichtelektrisch betätigten Relais durch Kontakt 10 zu verhindern oder die Dauer der Regulierimpulse zu" regeln.

Die Kontakt dauer von 10 kann dadurch

bemessen werden, daß dieser Kontakt dem Zündrelais der lichtelektrischen Vorrichtung zugeordnet wird, das im allgemeinen sogleich nach seiner Erregung wieder erlischt, indem

S der Zündkreis kurzzeitig unterbrochen wird.

Die Wiederholung dieser Relaiserregung

während eines Umlaufes des Suchers läßt sich in einfacher Weise dadurch vermeiden, daß der freie Sektor 15 so schmal gemacht wird, daß bei der gewählten Drehzahl des Suchers die verfügbare Belichtungsdauer immer nur für eine Erregung ausreicht. Wenn jedoch, etwa um den Sucher auf verschiedene Drehzahlen einstellen zu können oder um von Schwankungen der Betriebsbedingungen der lichtelektrischen Vorrichtung unabhängig zu sein, ein breiterer freier Sektor angewendet wird, so wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zugefügt, die zugleich mit der Relaiserregung zum Ablauf gebracht wird und während ihres Ablaufes, der kürzere Zeit als eine Umdrehung des Suchers in Anspruch nimmt, weitere Erregungen des Relais oder Betätigungen durch weitere Erregungen des Relais unterdrückt.

Die Ablaufvorrichtung besteht beispielsweise in einem elektromagnetischen Apparat nach Art der Minutenschalter für Treppenbeleuchtung. Dabei wird gegebenenfalls am Rotor ein Auslöseorgan angebracht, das den gehemmten Schalter aus seiner Hemmung löst, so daß er unter allen Umständen wieder in die Bereitschaftsstellung gelangt, bevor die neue Erregung eintreten kann.

Statt der mechanischen können auch die bekannten elektromagnetischen Verzögerungsmittel Anwendung finden.

Um die Umschaltdauer zwangsläufig von der Drehzahl des Suchers abhängig zu machen und um ein besonderes Hemm- und Verzögerungsmittel zu entbehren, wird infolge der Relaiserregung ein Schaltwerk mit dem Sucher gekuppelt, das sich vor Vollendung einer Umdrehung des Suchers selbsttätig auskuppelt und nur während der Mitlaufzeit die genannte Umschaltung bewirkt. Das Schaltwerk besitzt zu diesem Zweck eine Ausgangslage, aus der es nach der Ankupplung immer um die gleiche Strecke mitgenommen wird, bis ein an ihm befindliches Organ mechanisch die Entkupplung bewirkt, wonach es von selbst in die Ausgangslage zurückspringt.

Eine Ausführungsform dieser Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt.

Das Zahnrad 17 wird von dem Sucher aus angetrieben, indem es z, B. auf der Sucherachse ι befestigt ist. Durch die Relaiserregung wird der Elektromagnet 18 vorübergehend erregt und hierdurch der um die Achse 19 drehbare Doppelarm 20 mit dem Magnetanker 21 aus der gezeichneten ausgerückten Kipplage in die eingerückte Lage umgelegt. Die Kipp- - wirkung wird z.B. durch eine Rolle 23 erzeugt, die durch eine Feder 24 gegen das Ende 22 des Doppelarmes 20 gedrückt wird. Das am anderen Ende des Doppelarmes 20 um die Achse 25 drehbare Triebrad 26 kommt dadurch mit dem Zahnrad 17 in Eingriff und wird von diesem gedreht, bis die weniger tief eingezahnte Stelle 27 des Triebrades 26 gegen Rad 17 stößt und dadurch den Doppelarm 20 in seine labile Mittellage bewegt, aus der er durch die Rolle 25 in die das Zahnrad 26 ausrückende Ruhelage springt. Zahnrad 26 schnellt gleichzeitig vermöge der Wirkung einer nicht gezeichneten Feder zurück bis zu einem Anschlag 29, wobei zweckmäßig vor dem Anschlag 29 ein Federkontakt angeordnet ist. Dadurch ist erreicht, daß während der Zeit der Zahnradkupplung eine neue Erregung des lichtelektrisch betätigten Relais verhindert ist.

Da die lichtelektrische Einrichtung auf einem Zünd- oder Kippvorgang beruht, so kann auch mit besonderem Vorteil die Rückführung in den Empfindlichkeitszustand nach beliebiger Zeit bewirkt werden, so daß die weitere lichtelektrische Einwirkung zu keiner Änderung des Zustandes der Relais und der von ihnen abhängigen Vorrichtung führt. Es kann z. B. bei der Sucherdrehung eine End- und zugleich Anfangslage festgelegt werden, in der ein Kontakt kurz betätigt wird, der für den neuen Umlauf erst wieder die Empfindlichkeitsstellung z. B. durch kurze Unterbrechung des Zündrelaiskreises bewirkt. Kann der dadurch gegebenenfalls entstehende kleine tote Winkel nicht in Kauf genommen werden, so ist z. B. die Anordnung einer in Abb. 3 dargestellten Einrichtung zu wählen. Sie besteht aus einem gezahnten Rad 30, das auf einer in 31 gelagerten Stange 32 sitzt und mit dem auf Achse 1 befestigten gezahnten Rad 17 durch die Erregung des Elektromagnets 18 gekuppelt wird. Der Magnet 18 spricht bei dem Ansprechen der photoelektrischen Einrichtung auch an, das Rad 30 wird durch Rad 17 in der Pfeilrichtung gedreht, bis ein Nocken 33, der auf Rad 30 sitzt, den Kontakt 34 betätigt, der z. B. als Trennkontakt im Zündrelaiskreis liegt und damit auch mittelbar Magnet 18 aberregt und die photoelektrische Zündanordnung wieder ansprechfähig macht. Ein Rückstellmittel, z, B. die Feder 35, die einerseits an Rad 30, anderseits an der Stange 32 sitzt, bringt das Rad 30 wieder in seine Ausgangsstellung. Durch die Bemessung der Durchmesser von den Rädern 30 und 17 und die z. B. durch Umstecken veränderliche Lage des Nockens 33 kann jede beliebige Zeitdauer zwischen der Zündung und Löschung der Glimmröhre erreicht werden.

Die Räder 30 und. 17 .können auch durch Reibung, z. B. Gummi auf gerändeltem Metall, statt durch Zähne miteinander gekuppelt den.

. Die beschriebene Ausführungsform ergibt unter Umständen keine genügend schnelle Regelung, weil die Regulierimpulse bei jedem Umlauf von der Abweichung von der Normallage unabhängig und gleich groß sind und, im Gegensatz zu dem angeführten Schnelltelegraphen, z.B. die Zahl der Impulse verhältnismäßig klein sind, da sie von der zur lichtelektrischen Auslösung erforderlichen Zeit abhängig sind.
Für Anwendungen, die schnellere Regelung erfordern, sind deshalb weitere Ausführungsformen der Erfindung geeigneter, bei denen der bei jedem Umlauf des Suchers stattfindende Steuerungsstoß um so langer dauert, je größer die Abweichung des zu regelnden Zustandes von dem gewünschten Wert ist.

Dies wird entweder auf entsprechender, wie der oben vorausgesetzten Schaltungsgrundlage, aber unter Anwendung von Verzögerungsrelais für die Erzeugung der Regulierimpulse bewirkt. In diesem Fall werden auf der Kollektorscheibe mehrere Segmente vor (z. B. 12, 37, 39) und hinter (z. B. 11, 36, 38) der Lage des einregulierten Zustandes angeordnet, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Durch das erste Segment 12 oder 11 wird ein Relais zum Betrieb der vor- oder rückwärts stellenden Apparate 14 oder 13 der Fig. 1 statt dieser' Apparate selbst eingeschaltet. Durch das zweite Segment 37 oder 36 wird dieses in Kaskade mit einem zweiten Verzögerungsrelais eingeschaltet, durch das dritte Segment 39 oder 38 ein drittes usw. Die Kaskadenschaltung bewirkt eine verlängerte Stromschlußzeit in der z. B. für das sofortige Anläuten in der Selbstanschlußfernsprechtechnik bekannten Weise. Selbstverständlich kann auch an jedes Segment ein Relais nach dem Prinzip der Minutenschalter oder Langsamunterbrecher mit abgestufter Arbeitszeit angeschaltet werden. Es gibt im Sinne der Erfindung noch einen weiteren Weg, um eine mehrfach unterteilte Kollektorscheibe zur verschiedenen Steuerungswirkung zu bringen, je nachdem die Abweichung vom Sollwert größer oder kleiner ist. Man macht nicht die Dauer, sondern die Stärke der Steuerwirkung veränderlich und verbindet zu diesem Zweck die ersten Segmente 12 oder 11 mit je einem Relais, das eine bestimmte Steuerwirkung in der einen oder der anderen Richtung auslöst. Die nächsten Segmente 37 oder 36 sind je zu einem Relais geführt, das eine größere Steuerwirkung auslöst usw. So würde z. B. bei der Verwendung der Einrichtung zum Steuern eines Schiffes auf bestimmten Kurs das an Segment 11 angeschlossene Relais die Rudermaschine mit bestimmter Geschwindigkeit umlaufen lassen, um das Steuer in der zugeordneten Richtung zu drehen. Das an Segment 36 angeschlossene Relais würde eine Drehung der Rudermaschine in gleicher Richtung mit größerer Geschwindigkeit auslösen usw.

In den angeführten Möglichkeiten über die Verwendung mehrerer Segmente kann durch verschiedene Länge der Segmente eine gewünschte stufenförmige Charakteristik der Steuerung erreicht werden. Eine stetige Zu- und Abnahme der Steuerwirkung wird nach vorliegender Erfindung dadurch erzielt, daß ein Stromlauf, der den nach vorwärts regulierenden Apparat speist, auf dem zurückliegenden Segment durch lichtelektrische Relaiserregung geschlossen und beim Ablauf der Bürste von diesem Segment unterbrochen wird, während der Stromkreis des zurückregulierenden Apparates bei noch nicht erfolgter lichtelektrischer Relaiserregung durch Auftreffen der Bürste auf das mit diesem Apparat verbundene Segment geschlossen und dann beim Eintritt der lichtelektrischen Relaiserregung unterbrochen wird.

Eine Ausführungsform dieser Vorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. Die mit der Batterie verbundene Bürste 40 steht im dargestellten Augenblick des Umlaufes auf dem Segment 41, das mit dem vorregulierenden Apparat 42 verbunden ist. Sein Stromkreis wird durch den Ankerkontakt 43 eines polarisierten, symmetrisch (neutral) eingestellten Relais geschlossen, wenn dessen Wicklung 44 durch den vom lichtelektrisch erregten Relais (z. B. Zündrelais) abhängigen Kontakt 10 vorübergehend erregt wird. Der Stromkreis von 42 wird erst nach der Zeit wieder geöffnet,'die von diesem Augenblick bis zum Ablauf der Bürste 40 vom Segment 41 vergeht. Die dadurch entstehende Regulierungsdauer ist also der Entfernung der Grenzlinie des Meßinstrumentes von einer zum gewünschten Zustand gehörigen Lage proportional. Ist beim Auftreffen der Bürste auf das Segment 45 die Relaiserregung noch nicht erfolgt, so liegt der Anker 43 noch nach rechts an; es wird also jetzt beim Auftreffen der Bürste auf das Segment 45 der rückregulierende Apparat 46 unter Strom gesetzt und beim Ansprechen des lichtelektrisch erregten Relais wieder ausgeschaltet. Um den Anker des polarisierten Relais nach jedem Umlauf wieder nach rechts zu legen, ist nach dem Segment 45 ein Segment 47 angeordnet, von dem aus beim Auftreffen der Bürste die Wicklung 48 des polarisierten Relais erregt wird. Zugleich wird durch das gleichfalls über das Segment 47 erregte Relais 49 erst

wieder die Empfindlichkeitsstellung der photoelektrischen Einstellung bewirkt, z. B. durch Unterbrechung des Zündkreises. Damit ist auch das nur einmalige Ansprechen der An-5 Ordnung bis zum Ende des Umlaufes sichergestellt. Die Umlegung von 43 kann auch durch äquivalente Mittel, insbesondere auch rein mechanisch erfolgen. Der polarisierte Magnet kann durch eine Kombination von zwei neutralen oder durch einen neutralen Magnet mit umkippendem Anker ersetzt werden. Statt des Kippankers ist auch ein Magnet mit normalem Anker (einfaches Spannwerk) und Halterelais zu verwenden.

In den zuletzt angeführten Fällen ist es von ganz besonderer Wichtigkeit, daß die Verzögerungszeit von dem Augenblick ab, wo der Sucher die Lichtgrenze überschreitet, bis zur Auslösung der Zünd- oder Kippanordnung genau bekannt ist und ihr durch eine Verschiebung der Kontaktbank (41, 45, 47 in Abb. S) in der Richtung der Bürstendrehung Rechnung getragen wird. Ein wichtiges, immer brauchbares Mittel, um die Verschiebung und damit auch ihre mögliche Veränderung klein zu halten, ist es, daß als Lichtquelle 3 (s. Fig. 1) eine Einfadenlampe benutzt wird, deren Bild durch eine Linse 4 auf die Lichtgrenze der Ebene 6 geworfen wird, so daß bei kleiner Verschiebung schon die volle Beleuchtungsänderung auf der Zelle 5 eintritt. Da sich trotzdem oft eine genügende Unabhängigkeit von den Betriebsbedingungen nicht erreichen läßt, so ist unter Umständen die im Sinne der Erfindung angegebene Lösung notwendig, daß durch eine Vergleichslichtgrenze dieser Fehler ausgeglichen wird.

Die angegebene Lösung ist geeignet, wenn weniger als eine Halbkreisdrehung der zu suchenden Lichtgrenze (Inductor) ausgenutzt wird. Dann wird im zweiten Halbkreis eine zweite feststehende Lichtgrenze angeordnet, deren zugehörige, ebenfalls feste Steuerkontakte umgekehrt wie die zur beweglichen Grenze gehörenden steuern. Die Scheibe 6 muß dann ini verdeckten Halbkreis einen Ausschnitt haben, der bei ihrer Bewegung doch immer den ganzen Vergleichsausschnitt frei läßt. Daher können nur zwischen 90 bis 130° Drehung des Indikators ausgenutzt werden. Diese Beschränkung fällt weg, wenn eines dex später angegebenen Mittel so verwendet wird, daß der ganze Sucher nur auf einer Seite des Indikators angeordnet ist. Dann ist z. B. die Scheibe 6 mit einem Spiegel unterlegt, während der Vergleichsspiegel fest über der Scheibe angeordnet ist.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Die Grenze 50 als Indikator bewegt sich in dem Bereich 51 bis 52. Der Sucher läuft in der Pfeilrichtung um, mit ihm in gleicher Winkelstellung und Winkelgeschwindigkeit die Bürste 7 über den Kontaktkreis, der durch die willkürlich festgelegte Stellung des Kontaktes 15 angibt, wohin die Grenze So durch Steuerung gebracht-werden soll. Im gezeichneten Fall wurden bei sofortigem Ansprechen der lichtelektrischen Einrichtung Kontaktgabe und Steuerung auf 38 erfolgen, sie wird aber, wie angenommen sei, bis 51 verzögert. Ebenso groß wird aber die Verzögerung beim Überschreiten der festen Hilfsgrenze 54, bei der jetzt der Kontakt 55 anspricht und die zu große Steuerwirkung aufhebt. Bei noch größerer Verzögerung würde einerseits über Kontakt 46 gesteuert werden und anderseits durch die größere umgekehrte Steuerwirkung über Kontakt 57 der Ausgleich auf die richtige Steuerwirkung gegeben werden.

Die angegebene Lösung, um durch eine Hilfslichtgrenze die Ansprechverzögerung der lichtelektrischen Einrichtung auszugleichen, läßt sich nicht anwenden, wenn eine über die Kontakte bewirkte Steuerwirkung so lange andauert, bis eine andere bewirkt wird; denn die Zeiten von dem Überschreiten der Indikatorlichtgrenze bis zu dem der Hilfslichtgrenze sind je nach der Stellung des Indikators verschieden, und es würde kein richtiger Ausgleich erzielt.

In diesem Falle läßt man mit Vorteil die Steuerimpulse über die Kontakte, die zu der Hilfslichtgrenze gehören (Hilfskontakte) und die nun vorwärts und rückwärts steuern, statt auf den Vorgang auf die gegenseitige Lage von Meßinstrument mit Indikator und die gewöhnliche Kontaktbank, die den Vorgang steuert (Hauptkontakte), mit ihrer Skala wirken. Dann wird "mit den angegebenen Mitteln der Erfindung erreicht, daß das Hilfskontaktelement, von dem keine Steuerwirkung ausgeht, dorthin gedreht wird, wo die lichtelektrische Erregung erfolgt. Die Skala für die Einstellung der Hauptkontaktbank ist fest mit der Hilfskontaktbank verbunden und wird dadurch auch entsprechend verdreht und damit auch die Hauptkontaktbank, die ja durch willkürliche Einstellung auf einen Punkt ihrer Skala auf diese festgelegt ist.

Ein zweiter Weg, um die Ansprechverzögerung auszugleichen, besteht darin, daß die Drehrichtung des Suchers gewechselt wird und einmal auf die vordere und dann auf die hintere Grenze des Indikators einreguliert wird. Dadurch wird genau auf die Mitte der vorderen und hinteren Grenze eingesteuert.

In einer Ausführungsform nach Fig. 7 gelten die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 6. Der Kontaktkreis ist der gleiche wie

dort, nur ohne die'Kontakte 55" und S7- Dreht sich der Sucher in der Richtung des ungefiederte'n Pfeiles, so spreche der Kpntakt 56 an. Mit den gegebenen Mitteln (s. Fig. 2 und ,3) oder durch, einen besonderen Kontakt, wie 47 in Fig. 5, mit Relais 49 wird die Drehrichtungsänderung bewirkt und dann der Sucher umgekehrt in Bewegung gesetzt. • Wenn er dann in Richtung des gefiederten Pfeiles über die andere Grenze 58 kommt, wird das Relais 53 ansprechen. Beide Steuerwirkungen zusammen (Ansprechen von 56 und 53) rufen demnach die Steuerwirkung hervor, die der Mitte zwischen den Grenzen 50 und 58 entspricht.

Der stetige Umlauf des Suchers ist durch stufenmäßigen, z. B. mittels "Schrittschaltwerk,ersetzbar. Bei langsamen Zustandsänderüngen wird zweckmäßig nach jedem Umlauf der Weiterlaüf aufgehalten und erst nach bemessener Zeit wieder der folgende Umlauf ausgelöst. Diese Auslösung und zugleich der Antrieb erfolgt zweckmäßig von seiten · eines Uhrwerkes mittels einer Zwischenfeder, deren Spannungsverhältnisse sich bei jedem Umlauf wiederholen. Auch kann statt absetzenden Weiterlaufs ein in geeig-. neten Zeitabständen ausgelöster Ablauf innerhalb eines Bereiches von weniger als 360 ° mit Rückführung unter Ausschaltung der lichtelektrischen Erregung verwendet werden. Hierbei sind an sich bekannte Mittel zur Festhaltung eines mit ihm gekoppelten Gliedes im Augenblick der lichtelektrischen Erregung anwendbar j wodurch gleichzeitig bekanntlich die Registrierung "und die Steuerungsbetätigung während der ganzen Dauer des Stillstandes oder auch nur vorübergehend in der oben beschriebenen Weise erfolgt." Durch an sich bekannte Mittel wirdhierbei gegebenenfalls bewirkt, " daß das federnd mit dem ab- und wieder zurücklaufenden Sucher verbundene anzeigende, registrierende oder steuernde Glied stets so lange festgehalten wird, bis die lichtelektrische -S teuer erregung erfolgt, durch die die Festhaltevorrichtung, die dieses Organ bis dahin hielt, gelöst und beispielsweise durch Vermittlung eines Verzögerungsrelais erst wieder angedrückt wird, wenn das Organ sich .auf die neue Stellung eingeschwungen hat. Dem. Weitergang des Suchers während dieser Zeit wird durch entsprechende Verschiebung der Skala oder des Steuerkollektors beziehentlich durch richtige Relativstellung von Sucher und federnd mitgenommenem Organ Rechnung getragen. Eine Sicherstellung der Lage des mitgenommenen Organs kann vor oder bei einer Feststellung durch Erregung eines am Sucher angebrachten Elektromagnets erfolgen,· der vorübergehend einen am Folgeorgan befindlichen Anker anzieht oder einen Zahn in" eine Kerbe stößt. Diese Mittel ersetzen die federnde Kupplung überhaupt unter- der Voraussetzung, daß keine sprunghaften Zustandsänderungen vorkommen, die das Folgeorgan von einer Erregung zur. anderen außer dem Anziehungsbereich bringen. Bei dieser Art der Nachschaltung ist ein stetiger oder absetzender Weiterlauf ebensogut wie Hinundhergang des Suchers anwendbar, wobei die Anzeige oder Steuerung für Fernanzeige oder Zustandsbeeinflussung nie unterbrochen wird.

Die Abstufung der Steuerwirkung kann unter Anwendung der vielfach geteilten Kollektorscheibe in der beschriebenen oder je nach dem Zwecke irgendeiner anderen an sich bekannten Weise erfolgen. Das Folgeorgan wird gegebenenfalls auch bei dem abgesetzten Weiterlauf angewendet, wobei die Freigabe zugleich mit dem Impuls für den nächsten Umlauf erfolgt. Auch werden zwei angekuppelte Glieder verwendet, die abwechselnd in der Arizeigelage festgehalten und so außer · zur unmittelbaren Anzeige und zur kontinuierlichen Steuerung auch in an sich bekannter Weise zur kontinuierlichen Fernanzeige öder zur Signalgebung verwendet werden.

Sollte die Art der zu verfolgenden Grenze auf Scheibe"6 (Fig. 1) nicht gestatten, daß das Licht durch die Scheibe geschickt wird, so' kann selbstverständlich ein Spiegel oder eine Milchglasscheibe' untergelegt werden und die Zelle z. B. nach Art ,der Schröterzelle in 'der Bildtelegraphie durch das zurückgeworfene Licht' beeinflußt werden. Oder man läßt das Licht". schräg auf den Spiegel fallen und bringt die Photozelle in den Strahl des reflektierten Lichtes. In jedem dieser Fälle ist demnach der ganze Sucher nur auf der einen Seite des zu suchenden Indikators. Es ist überall die bei obigen Beschreibungen angenommene, am Meßinstrument selbst angebrachte Blendenbegrenzungslinie durch einen Spiegel ersetzbar, der eine Lichtquelle oder begrenzte leuchtende Fläche in bestimmter Winkellage nach der lichtelektrischen Zelle zu' reflektiert. Auch bei dieser Ausführung kann für das Meßinstrument eine volle Umdrehung ausgenutzt werden, indem am Sucher ■ sowohl die Lichtquelle wie die lichtelektrische Zelle, außerdem unter Umständen auch noch ein Objektiv und eine Blende angebracht sind. "

Die . angegebenen Lösungen können statt für eine Drehung des Suchers sinngemäß auch für ' Aufundab- oder Hinundhergang des Suchers gelten. Eine wichtige Anwendung dient dazu, die Lage des Schwimmkörpers in einem Rota'messer zur Steuerung usw. auszunutzen. Beim Rotamesser spielt be-

kanntlich, abhängig von der Gasgeschwindigkeit, ein kurzer undurchsichtiger Schwimmer in einer Glasröhre, längs deren sich der Sucher bewegt. Die lichtelektrische Einrichtung wird so eingestellt, daß sie auf eintretende Dunkelheit anspricht. Nun wird bald von oben, bald von unten her gesucht und die daraus abgeleitete Steuermitte des Schwimmers ermittelt. Für den Antrieb des Suchers kommen

ίο natürlich auch statt Uhrwerke Elektromotoren in Frage, die den Vorteil besitzen, durch Relaiskontakte leicht gesteuert werden zu können. So empfiehlt sich für den in verschiedener Richtung sich bewegenden Sucher

z. B. der einfachste Induktionsmotor.

Wird die eingangs genannte Suchereinrichtung, bei der die Hell-Dunkel-Grenze durch einen vom Uhrwerk mit Wechselkupplung betriebenen Mitläufer verfolgt wird, außer zur Signalisierung und Anzeige auch zu Steuerungszwecken verwendet, so sind die hier angegebenen Mittel ohne weiteres zunächst in der Weise anzuwenden, daß der lichtelektrisch ausgelöste Vorgang der Relaisbetätigung jeweils auch mit Hilfe der beschriebenen Ausführungsform der Kollektorscheibe und Schaltungsanordnung einen vorübergehenden Steuerimpuls erzeugt. Weil aber hierbei der Mitläufer beim Beharrungszustand um die Ruhelage herum spielt und bei Zustandsänderungen eine längere Pause in der Erregung und den Bewegungswechsel eintritt, ist es zweckmäßig, bei dieser Sucherform diejenigen S teuer ungs vor richtungen zu verwenden, bei denen eine am Mitläufer angebrachte Bürste dauernd über einen Kollektor schleift, der dauernde, nach Richtung und Größe von der Abweichung des Zustandes vom Normalzustand abhängige Regulierströme erzeugt und wie der oben beschriebene Kollektor auf Regulierung zum gewünschten Normalzustand einstellbar ist. Bei allen Kollektorvorrichtungen ist selbstverständlich Bürste und Kollektorscheibe durch Nockenscheibe und Druckkontakt zu ersetzen'.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern

   von Fahrzeugen, insbesondere Wasserfahrzeugen sowie Maschinen, Arbeitsmechanismen, Betriebseinrichtungen u. dgl., mit Hilfe lichtelektrischer Zellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sucher, der als bewegliches System aus den Belichtungsorganen (3, 4) und der lichtelektrischen Zelle (5) an einer vom Lichtindikator (6) beschriebenen Bahn entlang geführt wird, mit dem beweglichen Teil (7) einer Kontaktgebervorrichtung (8) verbunden ist, deren Kontaktorgane (11, 12, 15), als fest-. stehender Teil auf eine beliebige Stelle in der Bahn des beweglichen Teiles (7) einstellbar, mit Steuerapparaten (13, 14, 16) verbunden sind.

   '2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil (8) der Kontaktgebervorrichtung (7, 8) mit einer Einstell- oder Gradablesevorrichtung versehen ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktgebervorrichtung (7, 8) drei Segmente (11, 12, 15) besitzt, die mit zwei Regulierrelais verbunden sind für eine schneller wirkende Feinregelung und eine langsam wirkende Grobregelung.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorscheibe (8) mehrere Kontakte enthält in der Weise, daß die ausgelöste Steuerwirkung je nach der Größe der Abweichung von der Normallage durch mit je einem Kontakt verbundene, in Kaskade geschaltete Verzögerungsrelais verlängert wird.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kollektorscheibe (8) ein am Ende des Umlaufes oder Ablaufes des mit dem Sucher verbundenen beweglichen Teiles (7) der Kontaktgebervorrichtung (7, 8) bestrichenes S egment (15) angebracht ist, das einen Stromkreis schließt, der die die Steuerapparate (13, 14) umschaltenden Kontakte zurücklegt.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuerapparate umschaltenden Kontakte durch einen mit dem Rotor des Suchers bewegten mechanischen Anschlag zurückgelegt werden. -

   Hierzu . ι Blatt Zeichnungen