DE657699C - Einrichtung zur selbsttaetigen Ferneinstellung von Geschuetzen oder Scheinwerfern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Ferneinstellung von Geschützen oder Scheinwerfern, die beispielsweise durch einen von einem Leonardgenerator gespeisten Motor verstellt werden, in Abhängigkeit von der jeweiligen Einstellung eines Gebers, beispielsweise eines Zielfernrohres oder einer anderen die Richtkomponenten bestimmenden Einrichtung. Bei mehreren bereits vorgeschlagenen derartigen Einrichtungen wird die Drehzahl und Drehrichtung des Verstellmotors bei konstantem Motor feld durch Änderung der Größe und Richtung des resultierenden Feldes im Leonardgenerator dadurch bewirkt, daß die Erregerwicklung oder ein Teil derselben über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken gespeist und die Erregung durch Steuerung dieser Entlädungsstrecken in Abhängigkeit von der

ao gegenseitigen Verstellung der Gebeeinrichtung und des Geschützes bzw. Scheinwerfers geregelt wird. Es hat sich bei' diesen Einrichtungen als besonders vorteilhaft erwiesen, als Regelgröße zur Abbildung der gegenseitigen Abweichungen in der Einstellung eine verhältnisgleiche Gleichspannung anzuwenden, da diese einerseits eine einfache Steuerung der Entladungsstrecken und andererseits auch beliebige Summierungen mit anderen gleichartigen, jedoch gegebenenfalls von weiteren Betriebsbedingungen abhängigen Regelspannungen erlaubt. Bei den bereits vorgeschlagenen Einrichtungen wird eine solche Gleichspannung beispielsweise mit Hilfe einer Spannungsteilereinrichtung gewonnen. Derartige mit Schleifwiderständen arbeitende Anordnungen besitzen jedoch verschiedene Nachteile. Die Spannungsänderung kann nur mehr oder weniger feinstufig erfolgen, und ein ordnungsmäßiges Arbeiten der Einrichtung ist in hohem Maße von der Wartung des Kontaktapparates abhängig.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Einrichtung, welche eine stetige Änderung der Regelspannung in Abhängigkeit von der Gebereinstellung ermöglicht und dabei jeden beweglichen mechanischen Kontakt vermeidet. Gemäß der Erfindung ist am Geber eine besondere Hilfsentladungsstrecke vorgesehen, welche zwei feste, an einer festen Gleichspannung liegende Elektroden und ferner eine in dem Raum zwischen den festen Elektroden beweglich angeordnete Sonde besitzt, deren Entfernung von den festen Elektroden in Abhängigkeit von der Einstellung des Gebers veränderbar ist. Damit ist eine Einrichtung geschaffen, welche durch einfache Bewegung der Sonde im Entladungsraum entweder eine stetig veränderliche Spannungsteilung oder die unmittelbare Erzeugung eines stetig veränderlichen Gleichstromes bzw. einer stetig veränderlichen Gleichspannung gestattet. Es kann nämlich entweder die veränderliche Steuerspannung für die im Feldkreis des

Leonardgenerators angeordneten Dampf- oder Gasentladungsstrecken zwischen der beweglichen Sonde und einer der festen Elektroden abgegriffen werden, die Entladungsstrecke* arbeitet dann als Spannungsteiler, dessen veränderbaren Abgriff die Sonde darstellt, oder/' aber die bewegliche Elektrode dient al/' Steuergitter und ist zu diesem Zweck an eine feste Gleichspannung gegenüber der Kathode to der Entladung angeschlossen. Im Entladungsstromkrejs ist in diesem Falle vorteilhaft in Reihe zur EtltJadungsstrecke noch ein Widerstand vorgesehen, und die veränderliche Regelspannung wird entweder an diesem Widerstand oder an den Klemmen der Entladungsstrecke abgegriffen. Besonders vorteilhaft ist diese Art der Regelung bei Verwendung von Hochvakuumröhren mit reiner Elektronenentladung, da in diesem Falle die Widerstandsänderung der Entladung zwischen den beiden Hauptelektroden mit der Veränderung der räumlichen Lage des Steuergitters besonders groß ist. Grundsätzlich können zur Regelung jedoch auch Dampf- oder Gasentladungsgefäße Verwendung finden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die bewegliche Sonde entweder in an sich bekannter Weise magnetisch, d. h. durch Veränderung eines entsprechend angeordneten Magnetfeldes, in ihrer Lage verändert werden. Besonders zweckmäßig ist jedoch eine unmittelbare mechanische Übertragung der relativen Bewegungen von Gebereinrichtung und Geschütz oder Scheinwerfer (bzw. der Rückführungseinrichtungam Geber, welche durch bekannte Mittel im Gleichlauf mit dem Geschütz gehalten wird) auf einen drehbar gelagerten Hebel, der durch die Wandung des Entladungsgefäßes hindurchgeführt ist und die Sonde trägt. Die Verbindung mit der Gefäßwand geschieht dabei vakuumdicht mit Hilfe eines metallischen, elastisch ausgebildeten Zwischengliedes..

Im einzelnen möge der Erfindungsgedanke an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Abb. ι zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für die Gesamteinrichtung. Ein Zielfernrohr i, welches mit einer drehbaren Scheibe 2 fest verbunden ist, möge als Geber dienen. Die bei Verdrehungen des Zielfernrohres und damit der Scheibe 2 erzeugten Regel spannungen werden einer Verstärkerund Steuereinrichtung 19 zugeführt, welche die gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken für die Speisung des regelbaren Feldkreises des Leonardgenerators enthält und nicht näher beschrieben zu werden braucht. Der von einem Motor 23 angetriebene Leonardgenerator 22 ist beispielsweise in bekannter Art mit einer festen Erregung 21 und der veränderlichen Gegenerregung 20 ausgerüstet. Er speist den Anker eines konstant erregten Verstellmotors 24, der über ein j Getriebe 25 die Plattform des Geschützes 26 '-"finder einen oder anderen Richtung verstellen , kann. Auf der Welle des Motors 24 ist ferner ^l'eiu zur Rückmeldung dienender Drehregler 27 vorgesehen, dessen dreiphasiger Läufer in bekannter Weise über Leitungen 18 den Laufer eines gleichartigen Drehreglers 17 speist, der über ein Getriebe 16 den Ring 3, der am Geber drehbar "angeordnet ist, derart verstellt, daß der Verstellwinkel des Ringes 3 gegenüber einer bestimmten Normallage dem Verstellwinkel der Geschützplattform gegenüber der gleichen Normallage gleich ist.

Gemäß der Erfindung wird die relative Bewegung der Scheibe 2 (Geberstellung) gegenüber dem Rückmelde- bzw. Rückführungs- ring 3 (Geschützstellung) beispielsweise mechanisch auf einen Hebel 8 übertragen, der in die auf der Scheibe 2 fest angebrachte Hilfsentladungsstrecke 4 hineinragt und an seinem Ende die bewegliche Sonde 5 trägt, welche je nach der Auslenkung des Hebels 8 sich entweder der festen Elektrode 6 oder der festen Elektrode 7 der Entladungsstrecke nähert. Der Hebel 8 ist beispielsweise mittels eines Federkörpers 9 vakuumdicht durch die Gefäßwandung hindurchgeführt.

Die mechanische Übertragung der relativen Winkelverstellung kann beispielsweise mittels eines Spindelvorschubs am freien Ende des Armes 8 erfolgen. Der Arm 8 trägt eine Mutter 10, die durch Rechts- oder Linksdrehung der Spindel 11 mitsamt dem unteren Ende des Armes 8 in der einen oder anderen Richtung aus der in Abb. 1 dargestellten Mittellage verschoben wird. Die Spindel 11 ist auf der Scheibe 2 fest gelagert und wird beispielsweise über ein Kegelradgetriebe 12 von einem Ritzel 13 angetrieben, welches in einen im Rückführungsring 3 eingeschnittenen Zahnkranz eingreift.

Um ein Überdrehen des Sondenhebels zu vermeiden, sind zweckmäßig Anschläge vorgesehen, welche eine gegenseitige Verdrehung der Scheiben 2 und 3 beispielsweise um mehr als i8o° nach jeder Seite verhindern,

Die Entladung in der Hilfsentladungsstrecke 4 wird von einer Gleichspannungsquelle 14 gespeist. Bei Verwendung von Dampf- oder Gasentladungsgefäßen wird dabei im Stromkreis zur Strombegrenzung vorteilhaft ein Widerstand vorgesehen. Zwischen der Sonde 5 und der Elektrode 7 wird die Regelspannung abgegriffen. Diese ist um so größer, je größer die Entfernung zwischen der Sonde und der Elektrode 7 ist. Gegebenenfalls ist in der Übertragungsleitung 15 noch eine feste Hilfsspannungsquelle 28 und

ein Strombegrenzungswiderstand vorgesehen. Bei Gegenschaltung der Hilfsspannung 28 kann nicht nur eine Größenänderung, sondern auch eine Vorzeichenänderung der dem Apparat 19 zugeführten Regelspannung in bekannter Weise erzielt werden.

Die Wirkungsweise der Gebereinrichtung ist die folgende: Wird das Zielfernrohr 1 und damit die Scheibe 2 beispielsweise nach rechts verdreht, so wird das Geschütz 26 zunächst nicht sofort folgen. Der Ring 3 bleibt daher zunächst in der bisherigen Lage, so daß die Spindel 11 in Umdrehung versetzt wird und dabei den Hebel 8 beispielsweise mit seinem unteren Ende nach rechts auslenkt. Die Anzahl der Umdrehungen ist dem Verstellwinkel zwischen Scheibe 2 und Ring 3 verhältnisgleich. Durch die hiermit bewirkte Verstellung der Sonde in der Entladung wird die Regelspannung der Leitung 15 derart verändert, daß der Leonardgenerator 22 eine resultierende Erregung solcher Richtung erhält, daß das Geschütz 26 durch den Motor 24 dem Geber 1 nachgedreht wird. Die Größe der Regelspannung und damit auch die Geschwindigkeit der Geschützverstellung ist abhängig von der Größe ■ des Auslenkungswinkels zwischen 2 und 3 und damit auch von der Verstellgeschwindigkeit des Zielfernrohrs.

Hat sich das Geschütz in Bewegung gesetzt, so wird mittels der Rückmeldeeinrichtung 17, 18, 27 auch der Ring 3 im gleichen Sinne verdreht und damit die relative Auslenkung zwischen 2 und 3 wieder verringert. Der Sondenhebel 8 wird daher über die Spindel 11 und die Getriebe 12, 13 wieder gegen seine Mittellage hin verstellt, und wenn das Geschütz und damit der Ring 3 die neue vom Zielfernrohr 1 vorgeschriebene Sollstellung erreicht hat, ist die Regelspannung wieder auf ihren Ausgangswert zurückgegangen, so daß der Leonardgenerator 22 keine Spannung mehr abgibt und das Geschütz zur Ruhe kommt.

Im Falle der Verwendung eines Dampfoder Gasentladungsgefäßes für die Entladungsstrecke 4 wird die Regelspannung vorteilhaft zunächst dem Gitterkreis einer reinen Spannungsverstärkerröhre zugeführt, damit unerwünschte Rückwirkungen einer etwaigen, Stromentnahme über die Sonde 5 auf die Spannungsverteilung zwischen den Elektroden 6 und 7 vermieden werden.

Statt des Abgriffes der Regelspannung zwischen der Sonde und einer festen Elektrode, die für eine Nullregelung die Einfügung der Gegenspannung 28 notwendig macht, kann auch eine andere Anordnung vorgesehen sein, bei der die abgegriffene Regelspannung nicht nur ihre Größe, sondern auch ihre Richtung ändert. Zu diesem Zweck wird beispielsweise parallel zu der Entladungsstrecke 6, 7 ein Spannungsteilerwiderstand mit festem Abgriff vorgesehen und die Regelspannung zwischen diesem Abgriff und der Sonde 5 abgenommen. Eine andere Möglichkeit ist in der Parallelschaltung weiterer Stabilisatorentladungsstrecken, beispielsweise eines Glimmlichtspannungsleiters, zu der Entladungsstrecke 6, 7 gegeben. Die Regelspannung wird dabei zwischen der Sonde 5 und einer Zwischenelektrode des Stabilisators abgegriffen. Es kann auch im Entladungsgefäß 4 selbst eine weitere Hilfssonde angeordnet sein und die Regel spannung zwischen dieser fest eingestellten Hilfssonde und der beweglichen Sonde .5 abgegriffen werden.

Mit der in Abb. 1 dargestellten Einrichtung zur Übertragung der Bewegung auf die bewegliche Sonde ist es nicht möglich, bei relativ langsamen Geschützbewegungen das Zielfernrohr rasch um mehr als i8o° zu verdrehen. Das Ausführungsbeispiel der Abb. 2 zeigt eine Übertragungseinrichtung, bei der beispielsweise bei festgebremstem Geschütz das Zielfernrohr unabhängig beliebig weit und beliebig oft verdreht werden kann, ohne daß dabei der Sondenhebel über das zulässige Maß aus seiner Mittelstellung bewegt wird, und wobei die besondere Art der Übertragung bei raschen Verdrehungen um mehr als i8o° dafür sorgt, daß das Geschütz sich jeweils auf dem kürzesten Drehwege von der ursprünglichen in die neue Sollstellung bewegt. Die Übertragung erfolgt gemäß Abb. 2 unmittelbar durch Hebelübersetzungen ohne Zwischenschaltung von Zahnrädern, Spindeln u. ä. Die Entladungsstrecke 4 ist im Falle des Ausführungsbeispieles auf dem Rückführungsring 3 befestigt (vgl. Abb. 1). Sie kann aber ebensogut auch wie in Abb. 1 auf der Scheibe 2 angeordnet sein, wofür dann der Ring 3 statt der Scheibe 2 die unten zu beschreibende Führungsbahn trägt. Der Sondenhebel 8 wird über ein Zwischenglied 30 von dem Führungshebel 31'bewegt, der mit einem Ende ebenfalls auf dem Ring 3 fest gelagert ist. Die Höhenlage des freien Endes des Hebels 31 wird durch eine in die Scheibe 2 eingeschnittene Führungsbahn 40, 41 bestimmt, auf der zwei Rollen 37, 38 laufen. Um insbesondere bei schnellen Relativbewegungen zwischen Scheibe 2 und Ring 3 Erschütterungen von dem Einschmelzkörper 9 am Entladungsgefäß 4 fernzuhalten, wird vorteilhaft statt einer starren Verbindung des Hebels 31 mit den Rollen 37 und 38 eine elastische Verbindung mittels einer Parallelogrammführung 3²i 33> 36 und zweier gleichstarker Federn 34, 35 vorgesehen. Ferner kann gegebenenfalls zwischen dem Hebel 31 und dem Ring 3 eine Dämpfung 50 vorgesehen sein. Die Füh-

rungsbahn 40, 41 verläuft längs des zylindrischen Umfanges der Scheibe 2 in verschiedener Höhe, beispielsweise in der Art, \vie es in Abb. 3 an Hand einer Abwicklung des Zylinderumfanges schematisch dargestellt ist.

Die Stelle c des Scheibenumfanges möge die Lage der Führungsrollen 37, 38 bei Sollstellung des Geschützes darstellen. In den beiden Sektoren b, c bzw. c, d ändert die Führungsbahn ihre Lage stetig nach oben bzw. unten, während sie auf den Sektoren d,e bzw. b, e konstant in der tiefsten bzw. höchsten Lage verbleibt. An der Stelle e, die einer Verdrehung um i8o° entspricht, geht die Führungsbahn innerhalb weniger Winkelgrade stetig von der einen Grenzlage in die andere über.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist die folgende: Wird das Zielfernrohr beispielsweise so verdreht, daß . der Umfang. der Scheibe 2 in Abb. 3 sich relativ zu den stillstehend gedachten Rollen 37, 38 nach links bewegt, so wird das freie Ende des Hebels 31 nach unten bewegt und die Entfernung zwisehen der Sonde 5 und der Elektrode 7 stetig verringert, bis die Rollen an der Stelle d angelangt sind. Die in dieser Lage erreichte Auslenkung der Sonde 5 möge gleich der zulässigen Größtauslenkung sein. Folgt das Geschütz so langsam, daß die relative Ver* drehung zwischen der Scheibe 2 und Ring 3 noch größer wird, so bleibt der Sondenhebel in seiner größten Auslenkung, und der Verstellmotor des Geschützes läuft in seiner höchstmöglichen Drehzahl so lange, bis das Geschütz und damit der Ring 3 dem Geber entsprechend nachgekommen ist. Wird jedoch das Zielfernrohr so schnell um mehr als i8o° verstellt, daß das Geschütz und damit der Ring 3 in dieser Zeit noch keine merkliche Bewegung ausführen kann, so werden die Führungsrollen 37, 38 relativ zur Scheibe 2 von c über d und e in den Abschnitt e, α bzw. e, b gelangen. Das bedeutet, daß der Ver-Stellmotor nach einem kurzen Gleichlaufimpuls einen starken Impuls in entgegengesetzter Richtung erhält, d. h. daß das Geschütz sich von der alten in die neue Sollstellung beispielsweise durch eine Rechtsdrehung begibt, wenn die neue Geberstellung durch eine Linksdrehung erreicht wurde, und umgekehrt. Der Verstellmotor wird dabei mit der Höchstgeschwindigkeit laufen, bis die Führungsrollen die Stelle b erreicht haben, um dann seine Drehzahl stetig zu verringern, bis die Führungsrollen wieder die Lage c erreichen und damit der Verstellmotor zur Ruhe kommt. Durch entsprechende Bemessung der Abschnitte b, c bzw. c,d im Verhältnis zu den Abschnitten d, e bzw. b, e kann in einfacher Weise die Einstellempfindlichkeit des Geschützes in weiten Grenzen geregelt werden. Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen, Ausführungsformen und Anwendungsmöglichkeiten beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr in sinngemäßer Weise auch bei anderer baulicher Ausbildung und unter Verwendung anderer Schaltungen mit Vorteil benutzt werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur selbsttätigen Ferneinstellung von Geschützen oder Scheinwerfern, die mittels eines Leonardsatzes angetrieben werden, in Abhängigkeit von der Einstellung eines Gebers unter Verwendung von gittergesteuerten Dampfoder Gasentladungsstrecken in dem zu 8c regelnden Feldkreis des Leonardgenerators, dadurch gekennzeichnet, daß am Geber eine Hilfsentladungsstrecke angeordnet ist, welche zwei feste, an einer festen Gleichspannung liegende Elektroden und eine zwischen diesen beweglich angeordnete Sonde besitzt, deren Entfernung von den festen Elektroden in Abhängigkeit von der Einstellung des Gebers . veränderbar ist.

   , 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der beweglichen Sonde und einer der festen Elektroden die veränderliche Steuerspannung für die Regelung der Entladungsstrecken im Feldkreis des Leonardgenerators entnommen wird.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder ff., dadurch gekennzeichnet, daß die an der Sonde abgegriffene Regelspannung dem Gitterkreis einer als Spannungsverstärker wirkenden Hochvakuumröhrenanordnung zugeführt wird.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Sonde an eine feste Gleichspannung gegenüber der als Kathode wirkenden festen Elektrode angeschlossen ist und daß die veränderliche Regelspannung an einem im Stromkreis der ^beiden festen Elektroden liegenden Widerstand abgegriffen wird.

   5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder ff., dadurch gekennzeichnet, daß der die bewegliche Sonde tragende Arm mittels eines elastischen Metallkörpers vakuumdicht mit der Gefäßwandung verbunden ist.

   6. Einrichtung· nach Anspruch 1 oder ff., '= dadurch gekennzeichnet, daß der die be-,wegliche Sonde tragende Arm derart mit einem an seiner Stellung von der gegen-. seitigen Lage des Gebers und der zugehörigen Rückführeinrichtung abhängi-

   gen Getriebe gekuppelt ist, daß bei Abweichung der Geber- und Geschützstellung in der einen oder anderen Richtung die bewegliche Sonde sich aus der Mittelstellung der einen oder der anderen festen Elektrode nähert.

   7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder ff., dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsentladungsstrecke (4) auf einer mit dem Geber fest verbundenen Scheibe (2) angeordnet ist, daß der die bewegliche Sonde tragende Arm (8) am äußeren Ende eine Mutter (10) trägt, in der sich eine auf der Scheibe (2) fest gelagerte Spindel (11) dreht, die über Getriebe (12, 13) in Abhängigkeit von der gegenseitigen Bewegung der Geberscheibe (2) und der Rückführungseinrichtung (3) angetrieben wird (Abb. i).

   ao 8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6,

   dadurch gekennzeichnet, daß der die bewegliche Sonde tragende Arm (8) mittels - eines Gelenkmechanismus (30, 31, 32, 33) bewegt wird, dessen Auslenkung in Abhängigkeit von der gegenseitigen Verstellung des Gebers (2 bzw. 3) und der Rückführungseinrichtung (3 bzw. 2) durch eine auf einem zylindrischen Körper angeordnete Führungsbahn bestimmt wird, in der auf den Gelenkhebeln (32, 33) angeordnete Führungsrollen (37, 38) beweglich sind.

   9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Führungsbahn auf die Rollen ausgeübten Auslenkungen mittels Federn (34, 35) auf den Übertragungshebel (31) übertragen werden.

   10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragrmgshebel (13) mit einer Dämpfung versehen ist.

   11. Einrichtung nach Anspruch 8 oder ff., dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem zylindrischen Führungskörper eingeschnittene Führungsbahn ihre Höhe auf einem bestimmten Sektor zu beiden Seiten der Ruhelage stetig ändert, in den beiden anschließenden Sektoren in der höchsten bzw. tiefsten Lage verläuft und an der gegen die Ruhelage um i8o° versetzten Stelle sich innerhalb weniger Winkelgrade stetig schließt (Abb. 3).

   12. Einrichtung nach Anspruch 1 oder ff., gekennzeichnet durch die Verwendung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken als Hilfsentladungsstrecke mit beweglicher Sonde.

   13. Einrichtung nach Anspruch 1 oder ff., gekennzeichnet durch die Verwendung von Hochvakuumelektronenröhren als Hilfsentladungsstrecken mit beweglicher Sonde.

   14. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 3 und ff.,- dadurch gekennzeichnet, daß in der Hilfsentladungsstrecke eine weitere feste Sonde angeordnet ist und daß die Regelspannung zwischen dieser und der beweglichen Sonde abgegriffen wird.

   15. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 3 und ff., dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Hilfsentladungsstrecke weitere als Stabilisator bzw. Spannungsteiler dienenden Hilfsentladungsstrecken, z. B. Glimmlicht- Spannungsteiler, angeordnet sind und daß die Regelspannung an der beweglichen Sonde der Hilfsentladungsstrecke und dem Stabilisator abgegriffen wird.

   16. Einrichtung nach Anspruch 1 oder ff., dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliehe Sonde längs einer Führungsbahn durch magnetische Einwirkung auf einen mit der Sonde verbundenen Eisenkern von außen verstellbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen