DE649024C - Folgesteuerung zur selbsttaetigen Einstellung von Geschuetzen oder Scheinwerfern - Google Patents

Description

• Folgesteuerung zur selbsttätigen Einstellung von Geschützen oder Scheinwerfern Die Erfindung betrifft eine stetige Folgesteuerung zur Einstellung einer Geschütz-oder Scheinwerferplattform in Abhängigkeit von der Stellung eines Gebers, -der beispielsweise mit einem Zielfernrohr gekuppelt ist oder einen von einer Rechenmaschine gelieferten Richtwert gibt. Die Steuerung arbeitet, um ein stetiges, trägheitsloses Folgen d;r Einrichtung zu gewährleisten, mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäßen. Die den Gitterkreisen dieser Entladungsgefäße zugeführte Regelspannung wird erfindungsgemäß in ihrer Phasenlage in Abhängigkeit von der gegenseitigen Verdrehung des zu bewegenden Gegenstandes und der Gebereinrichtung geändert, wobei gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zur Vermeidung von Regelverzögerungen synchronerregte, periodisch einen Stromkreis öffnende und schließende Schwingkontakte verwendet werden.
• Der Erfindungsgedanke gestattet, sehr große und schwere Massen mit kleinen Gebereinrichtungen stetig zu steuern, ohne daß. .wie bei schon früher vorgeschlagenen Einrichtungen, besondere Grob- und Feihregelungen vorgesehen werden müssen.
• Eine den Erfindungsgedanken verkörpernde Einrichtung möge an Hand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Ein dreiphasig erregter Geberdrehregler z, der beispielsweise mit einem Zielfernrohr 21 über ein Schneckengetriebe 2? gekuppelt ist, liefert -eine einphasige Wechselspannung, deren Phasenlage gegenüber der Phase des Netzes 30 von der Einstellung des Zielfernrohres abhängig ist. Diese Läuferspannung wird der Erregerwicklung eines Schwingungskontaktes ä zugeführt, dessen öffnungs- und Schließungszeiten auf diese Weise je nach der Einstellung des Fernrohres 2r voreilend oder nacheilend gegenüber dem Netzvektor des Netzes 30 zeitlich verschoben werden. Der Schwingkontakt 2 ist zusammen mit einem weiteren Schwingkontakt 3 in einen Stromkreis eingefügt, der zur Steuerung des Gitters einer Elektronenröhre 8 dient. Ist einer der beiden Schwingkontakte geöffnet, so erhält das Gitter. der Elektronenröhre 8 ein von. der Spannungsquelle 6 herrührendes negatives Potential gegenüber der Kathode über 'den Widerstand g und den Strombegrenzungswiderstand 7. Sind beide Kontakte 2 und 3 geschlossen, so überwiegt der von der .Batterie 4., herrührende Spannungsabfall am Widerstand im Gitterkreis der Elektronenröhre 8 die Spannung 6, so daß das Gitter ein positives Potential erhält und der Anodenstrom der Röhre entsprechend anwächst. Die positiven Spannungsstöße am Gitter, die durch die abwechselnde Ein- und Ausschaltung der Schwingkontakte :2 und 3 entstehen, haben rechteckigen Verlauf und ebenso auch die Anodenstromstöße, die an dein Widerstand 9 im Anodenkreis der Elektronenröhre 8 auftreten. Parallel zu diesem Widerstand 9 ist ein Kondensator io vorgesehen, ferner Reihe zu der Spannungsquelle und dein Koti@Z: densator io ein weiterer Widerstand 2c). I>-'r Widerstand 9 ist groß gegenüber der Summe des Widerstandes 29 und des inneren Widerstandes B. Das bedeutet, daß die Aufladung des Kondensators io durch die Rechteckstromstöße über den Widerstand 29i sehr viel rascher erfolgt als die Entladung über den Widerstand 9, so daß sich für die atn Kondensator io auftretende und über einen vergleichsweise hohen Strombegretizungswidetstand .to und unter Mitwirkung einer Gleichvorspannungsquelle 12 dein Gitterkreis einer gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecke i i zugeführte Spannung ä der aus Abb:3 ersichtliche Verlauf ergibt. Wie die Abbildung zeigt, ist die Zeitkonstante bei der Kondensatoraufladung durch entsprechende Bemessung so gewählt, daß bei Beendigung des positiven Spannungsstoßes im Gitterkreis der Elektronenröhre 8 der Anodenstrom dieser Röhre und damit der Spannungsstoß ian Gitterkreis der Entladungsstrecke i i noch nicht die volle Höhe erreicht hat. Dadurch wird es erinögliclit, daß durch Änderung der Kontaktüberlappungsdauer der Schwingkontakt 2 und ; eine zeitliche Verschiebung, z. B. g', g", ri", des ansteigenden Astes der Gitterspannung der Entladungsstrecke i i entsteht, die zur Steuerung dieser Entladungsstrecke benutzt wird. Die Anodenspannung L,'" für die Entladungsstrecke i i wird vom Läufer eines Drehreglers 13 geliefert, dessen Ständer vom gleichen letz 30 erregt wird wie der Geberdrehregler i. Der gleichgerichtete Strom durchfließt eine Erregerwicklung 23' des von einem Motor 2d, angetriebenen Leonardgeiterators 23, welche der festen Erregung in der Wicklung 23" entgegengesetzt gerichtet ist und zwischen dem Wert lull und dem doppelten Wert der festen Erregung durch die oben beschriebene Steuerung geändert werden kann. Die Spannung des Leonardgenerators wird dem Anker des Antriebsmotors 15 7ugeführt, der über ein Getriebe 1; den einzustellenden Gegenstand 16. beispielsweise eine Geschützplattform oder einen Scheinwerfer, antreibt. Unmittelbar auf der Welle des zu verstellenden Gegenstandes bzw. mit dieser über eine Übersetzung i : i gekuppelt ist der Drehregler 13 zur Liefereng der Anodenspannung der Ent- , Ladungsstrecke i i sowie ein weiterer Drehrugler 1.4 angeordnet, dessen Ständer ebenfalls aus dem -Netz 30 erregt wird und dessen einphasige Läuferspannung zur Erregung des bereits beschriebenen Rückmeldeschwingkontaktes 3 dient. Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist die folgende Angenommen, daß der angetriebene Gegenstand sich in der Sollstellung befindet, d. h. iilt der Einstellung des Zielfernrohres übereinstimmt, so liefern die beiden Drehregler 14 und i Spannungen von derartiger Phasenlage, daß die Schließungszeiten der beiden Schwingkontakte 2 und 3 eine vorbestimmte mittlere Überdeckung aufweisen. Hierdurch wird ein periodischer positiver Stromstoß im Gitterkreis der Elektronenröhre 8 von einer vorbestitninten, der Sollstellung entsprechenclen Breite erzeugt. Entsprechend entsteht, wie oben schon an Hand der Abb. 3 erläutert wurde, eine pei-io:li>clie Absenkung der Gitterspannung g an der Entladungsstrecke i i. Die mittlere LTb2rdeckung der Schließungszeiten der Schwingkontakte 2 und 3 sowie die Zeitkonstante ini Anodenkreis der Elektronenröhre 8 und die Vorspannung 12 im Gitterkreis der Röhre i i sind derart gewählt, zlaß bei dieser mittleren Überdeckung die Gitterspannung der Entladungsstrecke i i im ansteigenden Ast die Kurve der kritischen Gittersp<<nnung lgk gerade im Augenblick to, ,d. 1i. beim Scheitelwert der Anodenspannung U" der Entladungsstrecke ii schneidet (Kurve g" in Abb.3). Wird nun das Zielfernrohr in der einen oder anderen Richtung verstellt, so wird zunächst die Arbeitsphase des Schwingkontaktes 2 in voreilender oder nacheilender Richtung verschoben, wie dies in Abb. 2 dargestellt ist, wo die Kurve a die Arbeitsphase des Kontaktes 2 und die Kurve h die Arbeitsphase des Kontaktes 3 darstellen tröge. Eine Verdrehung des Zielfernrohres möge beispielsweise eine Verschiebung der Arbeitsphase des Scliwingkontaktes2 in nacheilender Richtung bewirken, so daß dessen Schließungs- und Üttnungszeiten beispielsweise durch die Kurc-e a' ,gegeben seien. Die Cberlappungsclauer der Schließungszeiten der beiden Schwingkontakte wird dadurch vergrößert, so daß die Gitterspannung der Entladungsstrecken i i auf tiefere, negative Werte absinkt und beispielsweise nach Kurve g" in Abb. 3 nieder ansteigt. Statt wie bisher im Augenblick to wird der Entladungseinsatz nunmehr erst im Augenblick t" freigegeben.. Das bedeutet jedoch eine entsprechende geringere Gegenerregung in der Wicklung 23' des Leonardgenerators. Während die Erregung in dieser Wicklung*beim Entladungseinsatz ini Augenblick to (Sollstellung) gerade die Erregung der Wicklung 23' aufhob, ist dies nun nicht mehr der Fall, und dem Motor 15 wird eine Spannung zugeführt, so daß er sich in Bewegung setzt, und zwar in der Richtung, daß durch die Drehung des angetriebenen Gegenstandes der Winkelunterschied gegenüber der Einstellung des Zielfernrohres verringert wird. Da mit dieser Drehung gleichzeitig auch der Läufer des Drehreglers 1q. mitbewegt wird, wird auch die Arbeitsphase :des Schwingkontaktes 3 in nacheilender Richtung verschoben. Die Überlappungs-dauer der Schließungszeiten wird immer kleiner, entsprechend verschiebt sich der Zündeinsatz der Entladungsstrecke i i in voreilender Richtung so lange, bis die überlappungsdauer (Abb.2) wieder den ursprünglichen Wert erreicht hat (Kurve cä und Kurve'b'). Die Entladung in der Entladungsstrecke i i zündet dann wieder im Augenblickt" und die dem Motor 15 zugeführte Spannung verschwindet. Die neue Sollstellung ist damit erreicht. Da die Überlappungsdauer der beiden Schwingkontakte 2 und 3 nur von der relativen Stellung des Gebers und des Empfängers abhängt, der Entladungseinsatz in der Entladungsstrecke i i andererseits bei jeder absoluten Winkeleinstellung, sofern sie nur dem Sollwert entspricht, im Scheitelwert der Anodenspannung. stattfinden soll, wird die Anodenspannung der Entladungsstrecke i i in der bereits beschriebenen Weise dadurch in ihrer Phasenlage entsprechend mitgedreht, daß sie dem Läufer des Drehreglers 13 entnommen wird.
• Wird das Zielfernrohr im entgegengesetzten Sinne verdreht, so daß die Arbeitsphase des Schwingkontaktes damit in voreilender Richtung verschoben wird, so verläuft die Gitterspannung der Entladungsstrecke i i statt nach Kurve g, beispielsweise nach der Kurveg'; die Zündung erfolgt bereits im Augenblick t', so daß die Gegenerregung in der Wicklung 23',des Leonardgenerators entsprechend größer, wird. Der Motor setzt sich dann ebenfalls im Sinne einer Verminderung des Winkelunterschiedes gegenüber dem Zielfernrohr, d. h. in der umgekehrten Richtung als im ersten betrachteten Falle, in Bewegung, bis die neue Sollstellung erreicht ist. Je nach der Größe der gegenseitigen Verschiebung ändert sich auch die zeitliche Verschiebung der Gitterspannungskurv e g"" usf., d. h. der Antriebsimpuls des Motors wird. um so größer, je größer der Winkelunterschied der beiden Einstellungen ist.
• Die Läufer der Drehregler i, 13 und 1d. werden auf den Achsen des Gebers bzw. des angetriebenen Gegenstandes derart aufgebracht, daß der Beginn der beim Sollwert sich einstellenden -mittleren Überlappungsdauer der Schwingkontakte 2 und- 3 (Augenblickt,.), etwa io° voreilend, gegen den Nulldurchgang der vom Drehregler 13 gelieferten Anodenspannung U" in- der Phase verschoben ist (vgl. Abb.3). ' Statt der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Halbweggleichrichtung des Erregerstromes für die Wicklung 23' kann auch eine Vollweggleichrichtung zur Anwendung gelangen, ohne daß der Bereich des Erfindungsgedankens damit überschritten wird. Die beschriebene Einrichtung gestattet wegen der sehr genauen Arbeitsweise der Schwingkontakte eine sehr präzise Steuerung, die im übrigen im Vergleich mit anderen, bereits vorgeschlagenen Einrichtungen verhältnismäßig einfach aufgebaut-ist und je nach den Betriebserfordernissen auch leichte Einstellmöglichkeiten für die gewünschte Regelcharakteristik bietet.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Folgesteuerungseinrichtungzur selbsttätigen Einstellung von Geschützen oder Scheinwerfern in Abhängigkeit von einer die Zielrichtung angebenden Gebereinrichtung unter,Verwendung von mit dem Geber bzw. dem Empfänger gekuppelten Drehreglern, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer des geberseitigen bzw. empfängerseitigen Drehreglers mit den Erregerwicklungen zweier synchron arbeitender Schwingkontakte verbunden sind, die derart in Reihe in einem Steuerstromkreis für ein oder mehrere gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken geschaltet sind, daß -die von den Entladungsstrecken der Feldwicklung des Leonardgenerators zugeführte mittlere Gleichspannung sich in Abhängigkeit von der Abweichung in der gegenseitigen Überdeckung der Schließungszeiten der Schwingkontakte im Sinne einer Verminderung der Winkelabweichung zwischen Geber und Empfänger ändert.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lieferung der über die gleichrichtenden Dampf-oder Gasentladungsstrecken (i i) der Erregerwicklung des Leonardgenerators zuzuführenden Spannung ein Drehregler (i3) vorgesehen ist, der mit dem geberseitigen, den Schwingkontakt erregenden Drehregler (1d.) unmittelbar gekuppelt ist und von der gleichen Netzspannung wie dieser erregt wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Geber bzw. dem Empfänger gekuppelten Drehregler (i, 13, 1q.) derart auf den zugehörigen Achsen angeordnet sind, daß der Beginn der bei der Sollage sich einstellernden mittleren LTberlappungsdauer der Schwingkontakte (2, 3), um den Bruchteil einer Halbperiode voreilend, gegen den Nulldurcltgang der Anodenspannung der Dampf- oder Gasentladungsstrecken verschoben ist.
4. 4.. Einrichtung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzcielin,- t, daß bei der Sollage die vorn Geberdrehregler (t) bzw. Empfängerdrehregler (2) gelieferten Läuferspannungen eine derartige gegenseitige Phasenlage aufweisen, daß der vom Geber betätigte Schwingkontakt (2) als erster öffnet bzw. schließt. '
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkontakte (2, 3) im Steuerkreis einer Elektronenröhre (S) angeordnet sind, deren Anodenstrom unter Mitwirkung von Scheinwiderständen (9, 1o, 29) die Steuerspannung für die Dampf- oder Gasentladungsstrecke erzeugt.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gitterkreis der Elektronenröhre (S) eine den Stromdurchgang normalerweise sperrende Vorspannungsquelle (i6) in Reihe mit einen Widerstand enthält, an dein nur während der Zeit, in der beide Schwingkontakte geschlossen sind, eine von einer weiteren Spannungsquelle (q.) gelieferte, den Entladungsdurchgang mit Sättigungsstromstärke bewirkende Spannung auftritt.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Anodenkreis der Elektronenröhre ein Kondensator mit einem parallel geschalteten und einem in Reihe geschalteten Widerstand vorgesehen ist. l3.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der parallel zum Kondensator angeordnete Widerstand (ä) groß gegen die übrigen im Anodenkreis vorgesehenen Widerstände einschließlich des inneren Röhrenwiderstandes bemessen ist.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 5 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die am Kondensator (i o) im Anodenkreis der Elektronenröhre auftretende Spannung dem Steuergitter der Dampf- oder Gasentladungsstrecke, gegebenenfalls unter Mitwirkung weiterer Steuerspannungskomponenten, als negative Steuerspannung zugeführt wird.