DE631665C

DE631665C - Einrichtung zur Verstellung eines Gegenstandes, z.B. Geschuetzes, entsprechend einer vorgegebenen Bewegung

Info

Publication number: DE631665C
Application number: DEG75073D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rudolf Oetker; Dipl-Ing Johannes Vopel
Original assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Current assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority date: 1928-12-12
Filing date: 1928-12-12
Publication date: 1936-06-25

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Verstellung eines Gegenstandes, z. B. Geschützes, entsprechend der Bewegung eines anderen Gegenstandes (vorgegebenen Bewegung), z.B. die Bewegung des Empfängers eines elektrischen Fernübertragungssystems, bei welchem die Geschwindigkeit der Verstellbewegung derjenigen der vorgegebenen Bewegung unter gleichzeitiger Beseitigung von Wegunterschieden zwischen diesen Bewegungen angepaßt wird. Einrichtungen dieser Art sind an sich bereits bekannt. Sie haben jedoch den Nachteil, daß der angestrebte Zweck mehr oder weniger unvollkommen erreicht wird, insbesondere starke Pendelungen auftreten.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei additiv wirkende Antriebe für den einzustellenden Gegenstand, z. B. ein

ao Geschütz, vorgesehen sind, von denen der eine in an sich bekannter Weise beim Auftreten von Wegunterschieden zwischen der vorgegebenen Bewegung und der dem Gegenstand zugeleiteten Antriebsbewegung im Sinne der Beseitigung des Wegunterschiedes in Tätigkeit gesetzt wird und mittels einer zwischen den beiden Antrieben bestehenden Regel-Verbindung· die Geschwindigkeit des zweiten Antriebes derart beeinflußt, daß diese Geschwindigkeit mit der Beseitigung des Wegunterschiedes derjenigen der vorgegebenen Bewegung gleich wird.

Die erfindungsgemäße Lösung hat gegenüber den bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß sie bei Geschwindigkeitsänderungen der vorgegebenen Bewegung den schweren Gegenstand bzw. dessen Antrieb ohne wesentliche Pendelungen auf die neue Geschwindigkeit unter gleichzeitiger Beseitigung des Wegfehlers einstellt.

Die weiteren Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der beiden in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.

Bei der Ausführung nach Abb. 1 ist die vorgegebene Bewegung durch die Umlaufbewegung des Empfängers 1 eines im übrigen nicht dargestellten elektrischen Fernübertragungssystems gegeben. Mit der Läuferachse des Empfängers 1 ist ein Schaltarm 2

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Johannes Vopel in Berlin-Steglitz und Dr.-Ing. Rudolf Oetker in Berlin-Mariendorf.

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verbunden, der über einer, auf der Scheibe 3 angeordneten Kontaktbank ^3 spielt. An die einzelnen Kontaktstücke dieser Kontaktbank sind die Anzapfungen eines mit der Scheibe,,^-' umlaufenden Widerstandes angeschlossen..-: Der Schaltarm 2 steht über den Schleifring 5,. mit dem einen Pol einer Stromquelle in Ver~~ bindung, während die Enden des Widerstandes 4 über die Schleifringe 27 und 28 und die Wicklungen eines Motors n an den anderen Pol der vorgenannten Stromquelle angeschlossen sind.

Der Motor 11 steht in Antriebsverbindung mit dem Seitenrad eines Differentialgetriebes 9, 10, 22. Mit der Resultatwelle dieses Differentialgetriebes ist über das Schneckenradgetriebe 6, 7 der zu verstellende, bei 8 schematisch angedeutete Gegenstand gekuppelt. Zugleich sitzt auf der genannten Resultatwelle des Differentialgetriebes die Scheibe 3.

Auf der anderen Seite ist der Motor 11 über das Schneckenradgetriebe 12 und 13 mit dem Schaltarm 14 einer aus diesem und dem ^Z5 Widerstand 15 bestehenden Regelvorrichtung für den Generator 16, 17 gekuppelt. Die aus zwei Wicklungsteilen bestehende Feldwicklung 16 des Generators 17 ist in der dargestellten Weise über die Regelvorrichtung 14, 15 an die Stromquelle 25 angeschlossen. Man sieht ohne weiteres, daß in der Mittelstellung des Schaltarmes 14 beide Wicklungsteile der Feldwicklung 16 des Generators 17 mit einem Strom gleicher Stärke gespeist werden und infolgedessen die Erregung gleich Null ist. Verläßt der Schaltarm 14 die Mittelstellung nach der einen Richtung, so wird der Strom in dem einen Wicklungsteil vergrößert und in dem anderen Wicklungsteil verkleinert, mit dem Ergebnis, daß die Erregung von Null im einen Sinne ansteigt. Verläßt der Schaltarm 14 die Mittelstellung im anderen Sinne, so steigt die Erregung des Generators im anderen Sinne an. Kurzum, die Klemmenspannung des Generators 17 ist nach Größe und Richtung abhängig von der Stelhmg des Schaltarmes 14. Der Motor 18 treibt den Generator 17 mit konstanter Drehzahl an. Der Generator 3 7 speist über die Leitung -6 den Ankerkreis des Motors 19, dessen Feldwicklung an einer Stromquelle konstanter Spannung liegt. Der Motor 19 arbeitet über das Kegelradgetriebe 20 auf das Seitenrad 22 des obenerwähnten Differentialgetriebes 9, 10, 22.

Die Wirkungsweise der Ausführung nach Abb. ι ist folgende:

Die Elemente mögen sich in der in Abb. 1

gezeigten Stellung befinden. Es nimmt also

So der Schaltarm 2 die Mittelstellung bezüglich der Kontaktbank 23 ein, so daß der Wegfehler Null ist und der Motor 11 stillsteht. Der Motor 19 treibt dabei den Gegenstand 8 mit der Sollgeschwindigkeit an, so daß sich Hdso der Gegenstände und die Scheibe^ mit /Geschwindigkeiten bewegen, die der Umlauf- i. geschwindigkeit des Empfängers 1 proportional bzw. gleich sind. Solange der Empfänger i, d. h. die vorgegebene Bewegung die Geschwindigkeit beibehält, bleibt der genannte Zustand aufrechterhalten. Es möge sich nun die Geschwindigkeit der vorgegebenen Bewegung und damit die Geschwindigkeit des Empfängers 1 ändern! Es entsteht vorübergehend ein Wegfehler, und es wandert demgeinäß der Schaltarm 2 relativ zur Kontaktbank 23 aus und schaltet dadurch den Motor 11 im einen oder* anderen Sinne ein. Der Motor 11 läuft an und verstellt einerseits über das Getriebe 12, 13 die Regelvorrichtung 14,15 des Generators 17, und zwar in solchem Sinne, daß die Klemmenspannungen des Generators 17 sich dem neuen Geschwindigkeitswert der vorgegebenen Bewegung anpaßt und somit der Motor 19 die neue Sollgeschwindigkeit annimmt. Zugleich mit diesem Vorgang treibt aber auch der Motor 11 über das Differentialgetriebe 9, 10, 22 sowohl den Gegenstand 8 als auch die Scheibe 3 im . Sinne der Beseitigung des Wegfehlers an. Infolgedessen isc kurz nach der Änderung der Geschwindigkeit der vorgegebenen Bewegung der dadurch zunächst veranlaßte Wegfehler wieder beseitigt und die Geschwindigkeit des Motors 19 auf den neuen Wert eingeregelt.

Es wirken also die beiden Antriebe 11 und 19 mit Bezug auf den Gegenstands additiv. Der eine dieser beiden Antriebe, und zwar der Motor 11, wird lediglich beim Auftreten von Wegunterschieden zwischen der vorgegebenen Bewegung und der des zu verstellenden Gegenstandes S im Sinne der Beseitigung des Wegunterschiedes in Tätigkeit gesetzt. Hierbei stellen zugleich der Motor 11 infolge der zwischen ihm und deitr Motor 19 vorgesehenen Regelverbindung (12 bis 17) die Geschwindigkeit des Motors 19 auf den neuen Sollwert ein. Demnach ist mit der Beseitigung des Wegunterschiedes die Geschwindigkeit des Motors 19 derjenigen der vorge- no gebenen Bewegung gleich bzw. proportional. Bei der Ausführung nach Abb. 2 ist die vorgegebene Bewegung wiedergegeben durch die Umlaufbewegung des Empfängers 31 eines elektrischen Fernübertragungssystenis. ns Dieser Empfänger treibt ebenso wie bei der Ausführung nach Abb. 1 einen Schaltarm 32 an, der über einer von der Scheibe 33 getragenen Kontaktbank 35 spielt. Die einzelnen Kontakte dieser Kontaktbank sind mit den Anzapfungen einer Widerstandsanordnung 34 verbunden, die mit der Scheibe 33

umläuft. Der Schaltarm 32 ist über den Schleifring 36 mit dem einen Pol der Gleichstromquelle 55 verbunden, während die Widerstandsanordnung 34 über die Schleifringanordnung 42 und 43 und die Feldwicklungen 44 und 45 an den anderen Pol der Stromquelle 55 angeschlossen ist. Die Schaltung ist, wie man ohne weiteres aus Abb. 2 entnimmt, so aufgebaut, daß, je nachdem,

-10 ob der Schaltarm 32 die Mittelstellung bezüglich der Kontaktbank 35 im einen oder anderen Sinne verläßt, der Generator 46 im einen oder anderen Sinne erregt wird. Der Generator 46 wird durch einen ständig

• 5 laufenden Motor 47 angetrieben, der zugleich einen zweiten Generator 48 antreibt.

Der Generator 48 besitzt eine Erregerwicklung 49, die über den Regelwiderstand 52 an die Klemmenspannung des Generators 46 gelegt ist. Der Generator 48 enthält weiterhin noch eine Erregerwicklung 50, die über den Regelwiderstand 51 und die Leitung 56, 57 an die Bürsten 59 und 60 des Motors- 38 und somit über den Ankerkreis des Generators 46 an der Klemmenspannung des Generators 48 liegt. Statt dessen könnte man auch, wie durch die gestrichelte Verbindung unten links in Abb. 2 gezeigt ist, die Wicklung 50 ohne den Umweg über den Ankerkreis des Generators

3Q 46 an die Klemmenspannung des Generators 48 legen. Endlich besitzt der Generator 48 noch eine Gegencompoundwicklung 53 mit einem ihr parallel geschalteten Regelwiderstand 54. Die beiden Generatoren 46 und 48 speisen nach Art einer Leonard-Schaltung den Antriebsmotor 38, der über Schneckenradgetriebe 39 und 40 den zu verstellenden, bei 41 schematisch angedeuteten Gegenstand antreibt. Die Ankerwicklungen der Generatoren 46 und 48 und des Motors 38 liegen bei der dargestellten Ausführung in Reihe. Der Motor 38 treibt zugleich die obenerwähnte Scheibe 33 mit den Elementen 34 und 35 an.

Vorzugsweise wird für den Generator 46 ein lameliiertes und für den Generator 48 ein massives Joch verwendet. Der Motor 38 kann geschränkte Nuten erhalten, so daß keine Rastenwirkung auftreten kann.

Die Wirkungsweise der Ausführung nach Abb. 2 ist folgende:

Es sei zunächst der Fall des stationären Zustandes betrachtet, also der Betriebszustand, in welchem zwischen dem schweren Gegenstand 41 und dem Empfänger 31 kein Wegfehler besteht. Es befindet sich dann der Schaltann 32 in der Nullstellung bezüglich der Widerstandsanordnung 34; infolgedessen ist der Generator 46 nicht erregt, was wiederum zur Folge hat, daß auch die an den Generator 46 angeschlossene Erregerwicklung 49 des Generators 48 stromlos ist. Das Feld des Generator 48 wird also in diesem Betriebszustand lediglich erzeugt mit Hilfe der Wicklung 50 und der Gegencompoundwicklung 53. Die Geschwindigkeit des den schweren Gegenstand 41 antreibenden Motors 38 entspricht der an seine Ankerklemmen gelegten Spannung.

Letztere wird von dem Generator 48 geliefert. Da naturgemäß jedoch nach der Geschwindigkeit der vorgegebenen Bewegung der Motor 38 mit großer oder kleiner Geschwindigkeit laufen muß, ist es erforderlich, daß der Generator 48 sich bei Einstellung auf einen beliebigen Punkt des geradlinigen Teiles seiner Magnetisierungskurve im wesentlichen stabil verhält, d. h. daß der Generator 4S im stationären Zustand seine Klemmenspannung beibehält. Das wird erreicht mit Hilfe der Wicklung 50 und der Gegencompoundwicklung53, wobei auch im übrigen die Charakteristik des Generators 48 entsprechend zu wählen ist.

Es handelt sich also, kurz zusammengefaßt, bei dem Generator 48 um einen solchen, bei dem in an sich bekannter Weise das Selbsterregerprinzip, soweit es zu einer selbsttätigen Zunahme der Klemmenspannung¹ des Generators bis zu einem bestimmten Höchstwert führt, aufgehoben ist. Infolgedessen arbeitet der Generator 48, wie schon gesagt, auf einem beliebigen Punkt 'des geradlinigen Teiles seiner Charakteristik im wesentlichen stabil bzw., genauer gesagt, im wesentlichen indifferent.

Es sei nun der Fall betrachtet, daß die Umlaufgeschwindigkeit des Empfängers 31 sich ändert und damit ein Wegunterschied zwischen dem schweren Gegenstand 41 und der vorgegebenen Bewegung auftritt. Der Schaltarm 32 wandert je nach dem Sinne des Wegunterschiedes im einen oder anderen Sinne aus der Nullstellung bezüglich der Widerstandsanordnung 34 aus und führt dadurch zur Erregung des Generators 46 im '05 einen oder anderen Sinne. Die Erregung dieses Generators 46 hat wiederum zur Folge, daß die Erregerwicklung 49 des Generators 48 im einen oder anderen Sinne gespeist wird. Dadurch wird der Arbeitspunkt des Generators 48 auf seiner Charakteristik j e nach dem Sinne des entstandenen Wegunterschiedes nach oben oder nach unten verschoben. Entsprechend nimmt die Klemmenspannung des Generators 48 zu oder ab, was zur Folge hat, daß auch der Ankerstrom entsprechend zu- oder abnimmt. Diese Zu- oder Abnahme entspricht dem neuen Geschwindig·- keitswert der vorgegebenen Bewegung, so· daß also nach Einstellung des Gleichgewichtes der Motor 38 mit der neuen Sollgeschwindigkeit umläuft. Während dieses Vorganges

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arbeitet aber auch der Generator 46 zusätzlich zum Generator 48 auf den Motor 38, wodurch erreicht wird, daß der Motor 38 vorübergehend den neuen Sollgeschwindigkeitswert über- oder unterschreitet und dadurch den Wegunterschied, ,der zur Einleitung dieser Vorgänge führte, beseitigt. Mit der Beseitigung des Wegunterschiedes hört auch die-. Erregung des Generators 46 auf, da ja der Schaltarm 32 in die Nullstellung bezüglich der Widerstandsanordnung 34 zurückgegekehrt ist. Der Generator 48 arbeitet auf dem neuen Punkt seiner Charakteristik stationär weiter bis zur nächsten Geschwindig-¹S keitsänderung der vorgegebenen Bewegung, woraufhin das beschriebene Spiel sich entsprechend wiederholt.

Aus der obigen Beschreibung folgt", daß bei der Ausführung nach Abb. 2 an sich zwei Leonard-Antriebe vorhanden sind, deren Motoren jedoch im Interesse der Vereinfachung zu einem einzigen Motor, dem Motor 38, zusammengefaßt sind. Der Generator 48 tritt lediglich beim Auftreten von Wegunterschieden zwischen vorgegebener und nachzubildender Bewegung in Tätigkeit, beseitigt hierbei in der oben angegebenen Weise den aufgetretenen Wegunterschied und beeinflußt zugleich über die Piraniwicklung 49 den Generator48 im Sjnne der Einstellung des Antriebes 38 auf den neuen Geschwindigkeitswert. Der Generator 46 kann natürlich, da er ja nur zeitweise in Tätigkeit tritt, wesentlich kleiner sein als der ständig in Antrieb befindliche Generator 48.

Claims

Patentansprüche:

i. -Einrichtung zur Verstellung eines Gegenstandes, z. B. Geschützes, entsprechend der Bewegung eines anderen Gegenstandes (vorgegebenen Bewegung), z. B. der Bewegung des Empfängers eines elektrischen Fernübertragungssystems, in

^4S welcher die Geschwindigkeit der Verstellbewegung derjenigen der vorgegebenen Bewegung unter gleichzeitiger Beseitigung von Wegunterschieden zwischen diesen Bewegungen angepaßt wird, gekennzeichnet durch zwei additiv wirkende Antriebe für den Gegenstand, von denen der eine in an sich bekannter Weise beim Auftreten von Wegunterschieden zwischen der vorgegebenen Bewegung und der dem Gegenstand zugeleiteten Antriebsbewegung im Sinne der Beseitigung des Wegunterschiedes in Tätigkeit gesetzt wird und mittels einer zwischen den beiden Antrieben bestehenden Regelverbindung die Geschwindigkeit des zweiten Antriebes derart beeinflußt, daß diese Geschwindigkeit mit der Beseitigung des Wegunterschiedes derjenigen der vorgegebenen Bewegung gleich wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit zwei über ein Differentialgetriebe auf den einzustellenden Gegenstand wirkenden Antrieben, dadurch gekennzeichnet, daß der im Sinne der Beseitigung des Wegunterschiedes in Tätigkeit gesetzte Antrieb außer den einzustellenden Gegenstand auch eine die Verstellgeschwindigkeit und -richtung des zweiten Antriebes bestimmende Regelvorrichtung einstellt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, da- ⁷^ durch gekennzeichnet, daß der zweite Antrieb in einem Leonard-Aggregat besteht, dessen Generator vermittels einer in Einstellverbindung mit dem ersten Antrieb stehenden Regelvorrichtung geregelt wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebe in zwei Leonard-Aggregaten bestehen, deren Motoren jedoch zu einem einzigen, dem Verstellmo/tor für den einzustellenden Gegenstand zusammengefaßt sind, und daß der eine Leonard-Generator ständig entsprechend der Geschwindigkeit der vorgegebenen Bewegung erregt ist, während der andere Leonard-Generator so gesteuert wird und geschaltet ist, daß er nur beim Auftreten eines Wegunterschiedes erregt wird und hierbei auf den Verstellmotor im Sinne der Beseitigung des Wegunterschiedes und zugleich auf das Feld des ersten Leonard-Generators im Sinne der Anpassung auf den -neuen Geschwindigkeitswert einwirkt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, da- ¹^⁰ durch gekennzeichnet, daß der eine Leonard-Generator eine indifferente Selbsterregung besitzt und eine zur Änderung seines Arbeitspunktes dienende Wicklung (sogenannte .Piraniwicklung) enthält, die an den Klemmen des anderen Leonard-Generators liegt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Leonard-Generator eine Gegencompound- no wicklung (53) besitzt.
7. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerkreise des Verstellmotors (38) und der beiden Leonard-Generatoren (48 und 46) in Reihe geschaltet liegen.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerkreis des einen der beiden Leonard-Generatoren (46) von einer Vergleichsvorrichtung gesteuert wird, die die vorgegebene Bewegung mit der nach-

gebildeten Bewegung vergleicht und bei einem Wegunterschied zwischen beiden das Feld des genannten Generators im einen oder anderen Sinne einschaltet.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ständig erregte Leonard-Generator (48) ein massives Joch besitzt.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmotor geschränkte Nuten aufweist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen