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Störungsanzeigevorrichtung für Kreiselkompaßanlagen Dde Erfindung
betrifft eine Störungsanzeigevorrichtung für Kreiselkompaßanlagen mit einer durch
diese gesteuerten mechanischen Vergleichsvorrichtung, und sie besteht darin, daß
die Vergleichsvorrichtung von zwei unter sich gleichen Kompassen mit Richtkraft
gesteuert wird, derart, daß eine über das zulässige Maß hinausgehende Kursabweichung
der beiden Kompasse angezeigt wird.
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Als Kursabweichungsanzeigevorrichtung kann in an sich bekannter Weise
eine Skala mit Kontaktbahn und elektrischem Schleifer dienen, derart, daß je nach
Anwendung einer Ruhe- oder Arbeitsstromschaltung eine Alarmvorrichtung betätigt
wird, wenn der Schleifer gegenüber der Skala ein bestimmtes; aber beLiebig wählbares
Winkelmaß überschreitet.
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Als Kursabweichungsanzeigevorrichtung kann auch in an sich bekannter
Weise eine Skala mit ringförmigem hinterleuchtetem Schlitz und davor beweglichem
mit einer Photozelle versehenem Zeiger bestehen, derart, daß die Skala im Bereiche
zulässiger Kursabweichung ungeschlitzt, also voll ausgebildet ist, so daß nur bei
Überschreitung der als zulässig gewählten Kursabweichung ein Ansprechen der Photozelle
und damit eine Betätigung der Alarmvorrichtung erfolgt.
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Bei Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung mit einem für
einen solchen Zweck bereits bekannten mechanischen Differentialgetriebe kann die
Ausbildung so erfolgen, daß die Alarmauslösevorrichtung aus einem Kontakthebel besteht,
dessen Anlage am Steuernocken des Differentialgetriebes durch eine mechanische Fes:tstellvorric!hrung
beliebig einstellbar ist, so daß je nach der Stellung der Feststellvorrichtung das
Ansprechen der Alarmvorrichtung bei kleinen oder erst bei großen Kursabweichungen
erfolgt.
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Bei Ausgestaltung der Vorrichtung mit Ruhestromschaltung kann die
an sich bekannte Anordnung einer Kontroll-, beispielsweise Glunmiampe, die ständig
von der Alarmsignalkreisstromquelle gespeist wird, Anwendung finden.
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Es ist zweckmäßig, die Ausgestaltung der Vorrichtung so zu wählen,
daß beim Ausfallen der Stromquelle des Alarmsignalkreises zufolge Einordnung eines
Stromrelais selbsttätig eine weitere selbständige StromquelLe eingeschaltet wird.
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Da bei jeder Schiffskursänderung zwangsläufig die beiden Mutterkompasse
in der Kursanzeige etwas differieren, könnte der Fall eintreten, daß bei der erfindungsgemäßen
Störungsanzeigevorrichtungen bei jeder
Schiffskursänderung die Anzeigevorrichtullg
das zulässige Maß als überschritten angibt.
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Um diese Ablesschwierigkeit zu vermeiden, ist erfindungsgemäß im Alarmsignalsteuerstromkreis
eine Verzögerungseinrichtung einzuordnen, derart, daß nur bei einer über eine beliebig
und konstant wählbare Zeitdauer hinausgehenden und das zulässige Maß überschreitenden
Kursabweichung ein Ansprechen der Alarmvorrichtung erfolgt.
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Bisher erfolgte die Fesstellung der jeweiligen Abweichung der Mutterkompasse
in bezug auf ihre Kursanzeige in der Weise, daß zwei relativ nahe beieinanderliegende
Tochterkompasse durch eine oder mehrere Beobachtungspersonen visuell verglichen
wurden. Gewöhnlich sind aber zwei Beobachtungspersonen erforderlich, die sich gegen;-seitig
die jeweilige Kursanzeige auf den beiden. der Kontrollbeobachtung dienenden Tochterkompassen
zurufen. Es ist ohne weiteres verständlich, daß eine solche Beobachtungsmethode
nicht nur unsicher, sondern auch ungenau ist.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei einem gyroskopischen Richtinstrument,
das aus zwei Arten von unabhängig voneinander wirksamen gyroskopis chen Kompassen
mit Fehlerkonstanten verschiedener Art besteht, die einer solchen Einrichtung anhaftenden
Nachteile dadurch zu beseitigen, daß die Einstellungen der beiden verschiedenen
Kompaßsysteme auf einer gemeinsamen Anzeigevorrichtung gleichzeitig aufgezeigt und
registriert werden. Hierbei ist der eine der Kompasse ein Meridiankreisel und der
andere ein astatischer, also ein im Schwerpunkt unterstützter richtkraftfreier Kreisel,
deren Gestelle starr miteinander verbunden sind, so daß die Schlingerlinie eines
jeden Kompasses zu derjenigen des anderen unter einem bestimmten Winkel fest ausgerichtet
ist. Die Anzeigevorrichtungen beider verschiedenartigen Kompasse sind hierbei so
miteinander gekuppelt, daß sie eine einzige Aufzeichnung ergeben, wobei jeder der
beiden Kompasse auf eine Differentialvorrichtung einwirkt, die sich nach Maßgabe
des Unterschieds der Bewegungen der beiden Instrumente verschiebt.
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Im Gegensatze zu dieser bekannten Einrichtung behandelt die Erfindung
eine Störungsanzeigevorrichtung für unter sich gleichartige Kreiselkompaßanlagen
mit Richtkraft zu dem Zwecke, Kursabweichungen der beiden Mutterkompasse, sofern
diese Abweichungen ein bestimmtes, aber beliebig wählbares Maß überschreiten, automatisch
optisch oder akustisch anzuzeigen, ohne daß hierbei irgendeine Beeinflussung der
beiden Mutterkompasse untereinander und gegenseitig erfolgt.
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Die Erfindung ist m der Zeidmung schematisch in bezug auf die Gestaltungsformen
beispielsweise dargestellt, und es bedeuten Abbl. I ein Grundschema der Störungsanzeigevorrichtung,
Abb. 2 ein Störungsanzeigemittel unter Benutzung einer Photozelle, Abb. 3 eine schaubildliche
Darstellung der Störungsanzeigevorrichtung unter Benutzung eines mechanischen Differentialgetriebes,
Abt. 4 ein Schaltbild für die Störungsanzeige- und Alarmvorrichtung, Abb. 5 ein
Schaltbild für die Signaleinrichtung, Abb. 6 bis 8 Aufriß, Grundriß und Seitenriß
der Störungsanzeigevorrichtung im Gehäuse.
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Gemäß Abb. 1 sind zwei Tochtermotore I und 2 vorteilhaft auf einer
gemeinsamen Grundplatte in der Weise gelagert, daß die Welle 3 des Motors I verlängert
ist und am Ende einen Zeiger 4 trägt. Über diese Welle 3 ist eine Hohlwelle 5 geschoben,
die ihren Antrieb über zwei gleich große Zahnräder 6 vom Motor 2 erfährt. Am Ende
der Hohlwelle 5, also neben dem Zeiger 4, ist eine Skalenscheibe 7 angebracht. Da
die Tourenzahl der Tochtermotore I und 2 mitunter zu groß sein kann, als daß eine
Ablesung auf der Skalenscheibe 7 möglich ist, empfiehlt es sich, zwischen den beiden
Wellen3 und 5 und den Motoren 1 bzw. 2 je ein Übersetzungsgetriebe anzuordnen, das
so bemessen ist, daß auf der Scheibe 7 noch eine genügend freie Grad- oder Minutenahlesung
möglich ist.
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Der Zeiger 4 kann als elektrischer Kontakt ausgebildet sein, der
auf der Scheibe 7 als elektrischer Gegenkontakt schleift. Diese Scheibe 7 kann ihrerseits
so ausgebildet sein, daß innerhalb des zulässigen Kursabweichungsbereichs keine
Kontaktgabe zwischen dem Schleifer 4 und der Kontaktbahn 7 erfolgt, daß vielmehr
erst dann ein Ruhestrom unterbrochen oder ein Stromkreis geschlossen wird, wenn
der jeweilige Grenzbereich überschritten wird. Zu diesem Zwecke kann die Scheibe
7 teils aus Metall und teils aus Isolierstoff hergestellt sein. Im Falle der Kontaktgabe
kann entweder eine Signallampe aufleuchten oder ein akustisches Signal ertönen.
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Die Störungsanzeige als solche kann auch unter Benutzung einer Photozelle
erfolgen, wie in Abb. 2 schematisch dargestelllt. Zu diesem Zwecke kann die Scheibe
7 im Anzeigebereiche unzulässiger Kursabweichung einen kreisförmigen Lichtschlitz
8 besitzen.
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Am Zeiger 4 ist die Photozelle 9 gelagert, während hinter der Scheibe
7 eine Lichtquelle sich befindet. Falls die Kursabweichung unzulässig groß wird,
gelangt der Photozellenträger
4 in den Schlitzbereich 8, so daß
Licht von der dahinter befindlichen Lichtquelle in die Photozelle g eintritt, wodurch
zwangshäufig direkt oder indirekt, beispielsweise über Relais, ein Alarmsignal ausgelöst
wird.
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Die Ausbildung gemäß Abb. 2 kann auch in der Weise umgekehrt gestaltet
werden, daß an Stelle eines Lichtschlitzes 8 eine ensprechend geformte Photozelle
benutzt wird, während am Zeiger 4 eine kleine Lichtquelle angebracht ist.
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Bei der Ausbildung nach Abb. 3 ist zwischen den beiden Tochtermotoren
I und 2 ein mechanisches Differentialgetriebe angebracht. Zu diesem Zwecke treiben
die vorteilhaft auf einer gemeinsamen Grundplatte montierten Tochtermotore r und
2 über je eine Schnedçe 10 die mit Schneckenrädern 1 1 versehenen Wellen 2 und I3,
die als Hohlwellen auszubilden sind. An den freien Enden der Wellen 12 und I3 sind
die Kegelrädier I und 15 eines Differentialgetriebes gelagert.
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Die beiden kleinen Kegelräder (Planetenräder) I6 des Differentialgetriebes
sitzen auf einer gemeinsamen Welle 17, die ihrerseits starr mit der in den beiden
Hohiwellen 12 und I3 gelagerten, der Störungsanzeigesteuerung dienenden Welle 18
verbunden ist.
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Die Steuerwelle 18 trägt an einem Ende die Rose 19, die in ihrer
Einteilung einer normalen Minutenrose entspricht, allerdings mit dem Unterschiede,
daß von Null aus nach jeder Richtung bis zu 5° an einem feststehenden Zeiger 20
abgelesen werden kann.
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Am anderen Ende trägt die Steuerwelle 18 einen isoliert aufgesetzten
Kontaktnocken 2I, der mit einem einstellbar gelagerten elektrischen Kontakt 22 zusammenarbeitet.
Die Kontaktgabeeinrichtung 2I, 22 ist in der Weise auszubilden, daß je nach der
Einstellung des Nockens 22 eine Berührung des Kontakts 21 bei kleineren oder erst
bei grö-Deren Kursdifferenzen erfolgt. Zu diesem Zwecke ist der Kontakt 22 auf einem
drehbar gelagerten Hebel 23 angebracht, der zufolge einer Zugfeder 24 an sich das
Bestreben hat, den Kontakt 22 ständig an den Nocken 21 zu drücken. Der Abstand zwischen
dem Kontakt 22 und dem Nocken 21 kann durch eine Stellvorrichtung (beispielsweise
Schraube) 25 eingeregelt werden, so daß je nach der Größe des Abstands eine Kontaktgabe
bei kleinerer oder größerer Kursdifferenz der beiden Mutterkompasse erfolgen kann.
Dieser Abstand und damit das Maß der Kursdifferenzgrenzanzeige kann durch eine Skala
26 abgelesen werden, wobei wegen der erforderlichen Übersetzung vorteilhaft Zahnräder
27 zwischengeschaltet sind.
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Dler Nocken 21 ist auf der Steuerwelle I8 so gelagert, daß im Falle
der Berührung des höchsten Kurvenpunkts des Nockens 21 mit dem Kontakt 22 der Nullpunkt
der Rose 19 unter dem feststehenden Zeiger 20 sich befindet. Die Stellvorrichtung
25 bis 27 kann nun so eingestellt werden, daß der Kontakt 22 auf dem Hebel 23 innerhalb
eines bestimmten Winkelbereichs der Skala 19, beispieisweise 20 links von Null bis
20 rechts von Null, Dauerkontakt mit dem Kontaktnocken 21 gibt. Beim Überschreiten
dieses Wertes nach der einen oder anderen Seite, d. h. also bei Abweichung des Anzeigewertes
der beiden Kreiselkompaßaulagen voneinander, beispielsweise um 20, wird der Kontakt
22 zufolge der Feststellvorrichtung 25 vom Nocken 21 abgehoben, so daß ein Ruhestromrelais
stromlos und somit die Signalvorrichtung zum Ansprechen gebracht wird. Selbstverständlich
kann auch die Nocken- und Feststellvorrichtung so erfolgen, daß beim Überschreiten
eines Grenzwertes Kontaktgabe erfolgt, während im Regelfalle Kontaktunterbrechung
besteht. Die Benutzung eines Ruhestromrelais hat aber bekanntlich den Vorzug, daß
stets die Betriebsbereitschaft kontrolliert werden kann.
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Um zu verhindern, daß nur kurzzeitige Übersdireitungen des als zulässig
betrachteten und durch die Stellvorrichtung 25 festgelegten Grenzbereichs zur Anzeige
gebracht werden, erfolgt die Ausbildung des Auslöserelais als Zeitrelais, dergestalt,
daß nur dann eine Betätigung des Relais erfolgt, wenn beispielsweise die Grenzwertüberschreitung
länger als 4 Sekunden anhält.
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Dias Schaltbild für Relais- und Signalbetätigung ist in den Abb.
4 und 5 beispielsweise dargestellt. Die Speisung des Auslöserelais 28 erfolgt beispielsweise
aus einer 110-Volt-Stromquelle 29. Im Speisestromkreis liegt der Kontaktnocken 21
bzw. ein auf diesem ständig gleitender Schleifer 31 und der Unterbrechungskontakt
22. Im Speisestromkreis 30 ist ferner die Verzögerungsvorrichtung 32 (beispielsweise
Widerstand und Kondensator) für das Relais 28 vorgesehen. Dler Schiebewiderstand
33 dient der Einregelung des Relais.
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Das Relais 28 betätigt einen im Stromkreis 30 angeordneten Doppelschalter
34. Da das Relais 28 als Ruhestromrelais ausgebildet ist, ist der Stromkreis 30
im Falle der Nichtüberschreitung des gewählten zulässigenKursabweichungsbereichs
geschlossen. Erfolgt eine Abhebung des Kontakts 22 vom Kontaktnocken 21, also eine
Unterbrechung des Stromkreises 30, so wird durch den Schalter 34 gleichzeitig der
Signalstromkreis 35 geschlossen und somit entweder eine Lampe oder ein Signalhorn
zum Ansprechen gebracht.
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Dieser Stromkreis ist in Abb. 5 im be sonderen dargestellt, wobei
als Signalvorrichltung eine Signallampe 36 vorgesehen ist. Die Speisung des Kreises
35 erfolgt aus einer Stromquelle 37, und es ist vorteilhaft, einen Hauptein-und-ausschalter38
vorzusehen. Um eine ständige Kontrolle in bezug auf die Betriebsbereitschaft des
Stromkreises zu besitzen, ist eine Lampe, vorteilhaft Glimmlampe 39, vorgesehen.
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Um auch eine ständige Kontrolle in bezug auf den Relaisbetriebsstromkreis
zu besitzen, empfiehlt es sich, an Stelle einer besonderen Stromquelle 29 für die
Speisung des Kreises 30 das Beleuchtungsnetz für die Kontrolleinrichtung, insbesondere
für die Beleuchtung der Rose 19, zu benutzen. Die Spannung kann beispielsweise aus
einem der beiden Tochterkabel entnommen werden, und zwar aus den beiden Adern, die
die Spannung für die Beleuchtung der Töchter führen.
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Falls die Beleuchtung aussetzt, ergibt sich zwangsläufig die Tatsache,
daß der Betriebskreis 30 nicht unter Strom steht. Zur weiteren Sicherung ist es
empfehlenswert, die Kontrollampe aus einer besonderen unabhängigen Stromquelle zu
speisen.
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Es ist weiter empfehlenswert, die Schaltung so auszubilden, daß beim
Ausfallen der Relaisstromzufuhr ein weiteres Stromrelais anspricht, das den Kreis
auf eine andere Stromquelle umschaltet. Durch diese Sicherungsmaßnahme wird erreicht,
daß die Kontrolleinrichtung in höchstem Maße betiiebsbereit ist, selbst wenn eine
Speisequelle aus irgendeinem Grunde plötzlich ausfallen sollte.
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Nach erfolgtem üblichen Einlaufen der beiden Kreiselkompaßmutteranlagen
wird nach Beobachtung zweier an dieser Anlage angeschiossener Töchter im Augenblicke
ihrer Übereinstinunung die Kursabweichungsanzeigevorrichtung mit Hilfe des üblichen
Einstellschlüssels auf Null eingestellt (beispielsweise durch Drehen der Welle des
Motors 2).
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Die Einstellung des Winkelwerts, bei dessen Erreichung die Signalanlage
automatisch in Tätigkeit treten soll, erfolgt einmalig mittels der Skala 26. Auch
der Wert der Relaisverzögerung kann jeweils von Fall zu Fall' eingestellt werden,
indem für die Verzögerungseinrichtung 32 ein Abgriffschalter auf der Vorderplatte
des Gehäuses vorgesehen sein kann.
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Um das Einstellen der beiden TochterX motore I und 2 ZU erleichtern,
empfiehlt es sich, beide Motore mit einer Einstellvorrichtung zu versehen und außerdem
jedem Motor eine eigene Minutenrose zuzuordnen. Zu diesem Zwecke, und zwar um das
nötige Übersetzungsverhälteis zu erzielen, sind den Wellen 12 und 13 je zwei Kegelräder
o und 41 zugeordnet, die die obenerwähnten Minutenrosen 42 betätigen, denen gegenüber
feststehende Zeiger 43 angeordnet sind.
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Zufolge dieser Einrichtung kann jeder Motor für sich allein mittels
der EinstelAvorrichtung 44 unter Beobachtung der jeweiligen Roste 42 mit dem ihm
zugeordneten Kompaß. muttenmotor synchronisiert werden. Dler alsdann angezeigte
Differenzwert auf der Skala 19 ist nunmehr automatisch richtig. Damit die zusätzlichen
lediglich der Einstellung der Motore 1 und 2 dienenden Rosen 42 nach einmal erfolgter
Einstellung der Motore die Bedienungsperson nicht verwirren, empfiehlt es sich,
diese Rosen im Gehäuse so vorzusehen, daß sie nach erfolgter Justierung der Motore
durch Deckel abgedeckt werden können.
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In den Abb. 6 bis 8 ist schließlich noch der Aufbau des Erfindungsgegenstands
im Gehäuselaasten 45 dargestellt. In der Vorderplatte (vgl. Abb. 7) ist die Rose
19 möglichst großen Durchmessers, vorteilhaft von hinten beleuchtet, eingebaut.
Außerdem sind auf dieser Vorderplatte zweckmäßig die Skala 26 und der Verzögerungseinstellschalter
46 vorgesehen. An der hinteren Platte sind zweckmäßig die Kabelanschlüsse 47 anzuordnen.
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An einer der Kastenseitezvände kann ein vorteilhaft abnehmbarer Deckel
48 vorgesehen sein, um die Getriebeteile beispielsweise ölen zu können.
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Falls das Maß der Abstandsregelung des am Hebel 23 sitzenden Kontakts
22 vom Steuernocken 21 einen bestimmten Wert während des Betriebs nicht über- bnv.
untere schreiten muß, kann die Einstellvorrichtung 25 bis 27 in Fortfall kommen.
In diesem Falle kann an Stelle eines massiven elektrisch leitenden Nockens 21 eine
Isolierscheibe mit Kontaktbahn Anwendung finden. Die Größe der Kontaktbahn wird
in Abhängigkeit von dem Einstellmaß gewählt. Es ist empfehlenswert, diese Scheibe
austauschbar vorzunehmen, um die Einrichtung jeweils einem bestimmten Kontaktgrenzmaß
anzupassen.
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An Stelle einer Rose 19, die hinter dem feststehenden Zeiger 20 bewegbar
ist, kann auch in bekannter Weise eine Registriervorrichtung im Gehäuse 45 angeordnet
sein, dergestalt, daß mit der Welle 18 ein Schreib gerät verbunden ist, das die
Bewegungen der Welle 18 auf einem vorbeibewegten Papier-o. dgl. Streifen in Form
von Kurven festhält. Diese Schreibvorrichtung kann auch an Stelle des Nockens 21
vorgesehen sein, während die Skala 19 mit Zeiger 20, wie oben beschrieben, verbleibt.
Eine derartige Aufzeichnung der Kursabweichungen gibt die Möglichkelf jederzeit
zu prüfen, ob und in welchem Umfange Kursabweichungen zwischen
den
Mutterkompassen eingetreten sind.
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Auf diese Weise ist es leicht möglich, grund- 1 sätzliche Störfaktoren
auch nach Beendigung der Fahrt zu beseitigen.