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Vorrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit elektromotorisch einzustellender
Gegenstände Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit
elektromotorisch einzustellender Gegenstände und soll insbesondere zur befehlsgemäßen
Ausrichtung von Geschützrohren beim, Schießen auf sich bewegende -Ziele dienen.
Für ,diesen besonderen Zweck muß nämlich eine Steuerung mehrere Aufgaben erfüllen
können. Erstens muß sie so eingerichtet sein, daß die Ausrichtung des Geschützrohres
sehr genau den von einem Befehlsgeber herrührenden Einstellwerten elntspricht, und
zweitens muß es mit einer derartigen Steuerung möglich sein, die zwischen den einzelnen
Schüssen auftretenden Störungen durch ,den beize Abschuß auftretenden Rückstoß sofort
,nach dem Abschuß wieder zu beseitigen. Fernerhin, darf eine zwangsläufige Steuerung
für Geschütze nicht in dem Sinne starr sein, daß sie nur die eben geschilderte Aufgabe
mit großer 'Genauigkeit zu erfüllen- erlaubt, sondern es :muß darüber hinaus auch
möglich sein, eine rasche Umrichtung des Geschützro;hres in eine völlig neue Lage
vorzunehmen und darauf gleich wieder die Feinsteuerung für die Zielverfolgung mit
der gleichen Betriebssicherheit und Genauigkeit zur Verfügung zu haben wie vorher.
Die Notwendigkeit einer raschen Umrichtung des Geschützrohres ist z. B. dann gegeben,
wenn nach erfolgreicher Beschießung eines Zieles ein zweites Ziel verfolgt und beschossen
werden soll. Bei der Vorrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit elektromotorisch,einzustellender
Gegenstände, insbesondere Geschütze, nach der Erfindung erfolgt der Antrieb der
Gegenstände durch einen Leonardsatz, dessen Generator durch gas- bzw. dampfgefüllte
Entladungsrohre beeinfiußt wird. Der Leonardgenerator besitzt voraussetzungsgemäß
eine Doppelerregung, d. h. eine in konstanter Höhe erregte Wicklung und eine zweite
Erregerwicklung, deren Erregerstrom in Abhängigkeit vom Regelvorgang zwischen Null
und etwa deren doppelten Wert der festen Erregung veränderbar ist und die: der festen
Erreagung entgegenwirkt. Das Kennzeichen der. Erfindung besteht darin, daß zum Zweck
eines unterbrechungslosen übergangs von einer Fein- auf eine. Grobsteuerung die
zur Feinsteuerung dienenden rund im Gitterkreis des Entladungsrohres angeordneten
und von der Geber- und Empfängerseite her beeinflußten Regelmittel im Augenblick
der Umschaltung auf Grobsteuerung, d. h. bei Umrichtung, so verstellt werden, daß
der Stromdurchgang durch das die Gegenerregung des Leonardgenerators speisenden
Entladungsrohr je nach der- Drehrichtung des Antriebsmotors entweder im vollen Umfang
freigegeben ,oder ganz unterbrochen ist, und daß .gleichzeitig eine Feldschwächung
des Antriebsmiutors für den einzustellenden Gegenstand erfolgt. Dadurch soll erreicht
werden, daß beim Umschalten von Fein- auf Grob-
Steuerung einerseits
keine Unterbrechung in der Regelung eintritt, andererseits sich die Geschwindigkeit
des einzustellenden Gegenstandes sofort beträchtlich erhöht.
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Zur Erläuterung der Erfindung sei auf verwiesen, aus der die übrigen
Merkmale der Erfindung hervorgehen. Darin ist in Abb. i ein Ausführungsbeispiel
einer" im Sinne der Erfindung wirkenden Steuerung in Anwendung auf die Ausrichtung
eines Geschützes dargestellt, und in Abb. 2 ist schematisch die Schaltweise des
als Geber dienenden Schrittmachermutörs nach Abb. i wiedergegeben.
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In Abb. i ist mit i ein Geschütz angedeutet, das auf der Plättform
2 gelagert ist. Neben dem Geschütz i sitzt, ebenfalls auf der Plattforih 2, ein
Beobachter, der durch das Fernrohr 3 hindurch das Ziel anpeilt und die Plattform
2 durch Betätigung des Steuerknüppels 4. bewegt. Durch Auslenkung des Steuerknüppels
q. innerhalb des mit a bezeichneten Bereiches .erfolgt eine Feinsteuerung der Richtungsverlagerung
des Geschützrohres. Bei Einstellung des Hebels q. über den Widerstand 5 wird nämlich
.der Abgriff A für den Läuferkreis des Schrittmachermotörs 6 verschoben und dadurch
nicht nur an die Läuferwicklung eine höhere Spannung gelegt, sondern gleichzeitig
auch der Strom durch die Erregerspule 7 des Schrittmachermo)tors 6 verstärkt (vgI.
Abb. 2). Nach Maßgabe der jeweiligen Einstellung des Knüppels q. innerhalb des mit
a, bezeichneten Bereiches läuft also der Läufer des Schrittmachermotors 6 sowohl
bei hohen als auch bei niedrigen Drehzahlen mit sehr genau einstellbarer und bei
der jeweiligen Einstellung genau konstanter Drehzahl und bewegt sowohl den Läufer
des Generators 8 als auch das Stirnrad g, von dem aus das Stirnradio angetrieben
wird. Mit dem Stirnrad i o ist der ringförmige Widerstandskörper i i fest verbunden,
dessen Widerstandsenden über das Schleifringpaar 12 an der Batterie 13 liegen. Mit
dem Widerstandskörper i i wirkt in potentiometrischer Schaltanordnung die Rolle
14 zusammen, die über die Rutschkupplung 15 mit dem Stirnrad 16 verbunden ist. Das
Stirnrad 16 -wird von dem Stirnrad 17 angetrieben, worauf im nachstehenden .noch
ausführlich eingegangen wird.
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Die potentiometrische Anordnung i i bis 14 liegt im Gitterkreis des
gas- bzw. dämpfgefüllten Entladungsrohres i8 und überlagert der im Generator 2o
hervorgebrachten Gitterspannung, die um go° gegenüber der durch den Generator i9
erzeugten Anodenspannung in der Phase verschoben ist, in an sich bekannter Weise
eine Gleichspannung, wodurch der Zündeinsatz des Rohres 18 geregelt wird. Im Anodenkreis
des Entladungsrohres 18 liegt die eine Erregerwicklung 21o des Leonardgenerators
21. Diese Erregerwicklung wird also stets mit einem solchen Strom ge-@@iApeis,t,
dessen Größe von dem jeweiligen Sieuerzustand des Rohres 18 abhängt. Der -@eo:nardgenerator
21 wird aber auch noch von einer zweiten Wicklung 21i her erregt, die an stets konstanter
Gleichspannung liegt. Durch Zusammenwirken des konstanten und des veränderlichen
Erregerfeldes kann der Läufer des Arbeitsmotors 22 in beiden Drehrichtungen bewegt
oder auch stillgesetzt werden. Durch den Läufer des Arbeitsmotors 22 erfolgt der
Antrieb der Plattform ,2 über das Schneckengetriebe 23. Daneben wird aber durch
den Läufer des Arbeitsmutors 22 auch noch der Läufer des Generators 24. angetrieben
sowie das Stirnrad 17 in Umlauf versetzt.
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Die beiden Gleichstrommaschinen 8 und 24 dienen also als gegengeschaltete
Tachometert' und liefern zusammen eine zusätzliehe Regelspannung; die von dem Geschwindigkeitsunterschied
zwischen Schrittmachermotor und VerstelImotor abhängt.
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Solange ein bestimmtes Ziel verfolgt und beschossen wird, liegt der
Steuerknüppel a im Feinsteuerbereich a. Der Schrittmachermotor 6 läuft dann - mit
einer bestimmten Tourenzahl und treibt den Läufer des Generators 8 sowie das Stirnrad
9 an. Im dynamischen Gleichgewichtszustand, cl. h. bei Bewegung des Geschützes t
mit der zur Zielverfolgung notwendigen Verstellgeschwindigkeit wird der im Generator
20 erzeugten Steuerwechselspannung für das Rohr 18 ein ganz bestimmter Gleichstrombetrag
überlagert, der entweder mit dem Potentiometer i i bis 14 oder mit dem Generator
8 gewonnen wird. Einerseits ist es nämlich möglich, die beiden Generatoren 8 und
24. z. B. durch volle Einschaltung des im Stromkreis der Erregerwicklung für den
Generator 8 liegenden Widerstandes 25 und durch Kurz-' schließen des im Stromkreis
der Erregerwicklung für den Generator 2q. liegenden Widerstands 26 so aufeinander
abzustimmen, daß sie im dynamischen Gleichgewichtsfall, d. h. bei Gleichlauf des
Verstellmotors mit dem Schrittmachermotor, gleich große aber entgegengesetzt gerichtete
Spannungen liefern: In diesem Fall rührt die zur Steuerung .des Rohres 18 dienende
Gleichspannung vom Potentiometer i i bis 14 her. Im Gleichgewichtsfall isst dann
nämlich eine geringe relative Lagenverschiebung gegenüber der Ruhelage zwischen
dem Widerstandskörper i i und der Rolle 14 vorhanden, die beide während der Bewegung
des Geschützes im gleichen Sinn 1 und mit gleicher Frequenz umlaufen. Neben dieser
Art der Erzeugung einer Steuergleich-
Spannung für die Regelung
des, Zündeinsatzes im Rohr 18 ist es aber noch: möglich, die Spannungserzeuger im
Gitterkreis des Rohres i 8 so aufeinander abzustimmen, daß die den Antrieb der Plattform
2 letzten Endes veranlassende Gleichspannung z. B. vom Generator 8 geliefert wird.
In-diesem Fall dreht sich der Widerstandskörper i i und die Rolle 14 der potentiometrischen
Anordnung ständig, unter Aufrechterhaltung der Relativnullage zwischen dem Widerstandskörper
i i einerseits und der Rolle i4 andererseits. AusIenkungen aus dieser Relativruhelage
kommen dann nur bei etwa-- auftretenden Störungen, z. B. nach einem Schuß, zustande
und bewirken eine kurzzeitige Beschleunigung oder Verzögerung der Antriebsbewegung
für die -Plattform 2, so daß ider durch den Abschuß hervorgerufene Stellungsverlust
wieder ausgeglichen wird.
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Soll nun z. B. nach erfolgreicher Beschießung eines ersten Zieles
das Geschütz i auf ein zweites Ziel umgerichtet werden, wobei die Zielverfolgung
dann in -derselben, Weise vonstatten gehen soll, so ist die Vornahme einer Grobsteuerung
erforderlich. Zu diesem Zweck wird der Steuerknüppel entweder nach links oder nach
rechts über den durch a bezeichneten Bereich hinaus,gelenkt. Hierdurch wird erstens-in
den Erregerstromkreis für den Arbeitsmotor 2i entweder der Widerstand 27 Moder der
Widerstand 27' eingeschaltet, indem die mit dem Steuerknüppel 4 fest verbundene
Bürste 28 über diese Widerstände die stromleitende Verbindung im Erregerkreis des
Arbeitsmotors 22 herstellt. Zweitens wird bei. Auslenkung des Steuerknüppels,4 über
den Bereich der Feinsteuerung hinaus der Widerstand 26 in den Stromkreis der Erregerwicklung
des Generators 24 eingeschaltet und der Widerstand 25 im Stromkreis der Erregerwicklung
des Genera:to.rs 8 kurzgeschlossen. Von dem Generator 8 wird dadurch eine sehr große
Spannung geliefert, die je nach der Stellung des Steuerhebels 4, d. h. je nach dem
Drehsinn des Moitors 6, den Stromdurchgang durch das Entladungsrohr 18 entweder
in vollem Umfang freigibt Moder ganz unterbricht. Ferner läuft -der Läufer des Arbeitsmoitors
22 infolge der geschwächten Erregung sofort mit erhöhter Tourenzahl und steuert
dadurch das Geschütz i sofort üi die neue Zielrichtung um. Hierbei wird auch das
,auf der Welle des Läufers vorm Arbeitsmotor 22 sitzende Stirnrad in sehr schnelle
Umdrehung versetzt, wodurch die Rolle 14 in Richtung des vollen positiven oder negativen
Spannungsabgriffes auf dem Widerstandskörper i i@ verschoben wird und schließlich
gegen einen Anschlag aufläuft, der am Ende der Bahn der Rolle auf dem Widerstandskörper
i i vorgesehen ist. Legt sich die Rolle an diesen Anschlag an, so tritt die Rutschkupplung
15
in Tätigkeit, und es wird dadurch so lange, wie die Grobverstellung noch
anhält, nur dafür gesorgt, _daß die Rolle 14 weiter in der . Endlage dein, - Widerstandskörper
i i gegenüber verbleibt.
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Es ist zu beachten, daß hierbei die am Potentiometer i i abgegriffene
Spannung an sich bremsend wirkt. Sie ist jedoch infolge der Bemessung der einzelnen
Regelelemente im Falle der Grobsteuerung unwirksam gemacht durch eine derart große
Bemessung der Spannung des Generators 8, daß diese auch verringert um die Potentiometerspannung
zur vollen "Öffnung bzw. Sperrung der Entladungsstrecke 1ß ausreicht.
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Sowie die Umrichtung des Geschützrohres mit Hilfe der Grobsteuerung
vollzogen ist, wind der Steuerknüppe14 wieder auf eine bestimmte Stelle des Steuerbereiches
a eingelenkt. Dadurch wird sofort der Widerstand 27 bzw.27' im Erregerkreis des
Antriebsmotors 22 ,abgeschaltet, und außerdem wird der Widerstand 25 im Erregerkreis
des Generators 8 eingeschaltet und der Widerstand 26 ün Erregerkreis des Generators
24 kurzgeschlossen. Infolge der verminderten Drehzahl des Arbeitsmotors sucht sofort
die Rolle 14 auf dem Widerstandskörper i i wieder ihre Nullage bzw. diejenige Stellung
auf, die zur Hervorbringung eines für die Verstellung des Geschützrohres nach Maßgabe
der jeweiligen Zielbewegung ausreichenden Steuergleichstr:ombetrages erforderlich
ist. -Der Einfachheit halber ist im vorstehenden nur die Seitenverstellung des Geschützrohres
beschrieben worden. Bei einer beliebigen Bewegung des Ziels im Raum ist jedoch eine
Höhenverstellung des Rohres vom Geschütz i erforderlich. Diese Höhenverstellung
kann ,ganz genau so ausgebildet .sein wie die beschriebene Steuerung zur Seitenverstellung.
Eine Erleichterung für den Bedienenden ist -dadurch möglich, daß der Stetierknüppe14
nach zwei Richtungen bewegbar ausgebildet wird und so gleichzeitig zur Einsstellung
der Verstellbefehle für die Seiten- und die 'Höhenrichtung dient. .
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Wenn im vorstehenden lediglich als Ausführungsbeispiel eine Anordnung
mit Leonardsatz beschrieben ist, so ist die Erfindung jedoch hierauf nicht beschränkt.
Vielmehr läßt sich die angegebene Einrichtung ebenso, wie .es auch für andere Steuerungen
bekannt ist, sinngemäß dann anwenden, wenn .ohne Leonardsatz gearbeitet wird; d.
h. wenn z. B. der Anodenkreis des den Regelstrom führenden Rohres unmittelbar auf
eine Wicklung des Verstellmotors einwirkt.