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Einrichtung zur Ferneinstellung von Geschützen oder anderen schweren
Gegenständen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ferneinstellung
von Geschützen oder anderen schweren Gegenständen entsprechend der Bewegung eines
Gebers und unter Verwendung eines mechanischen Drehmomentverstärkers.
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An Fernsteuerungen verwendet man häufig mechanischeDrehmomentverstärker,
bei denen in an sich bekannter Weise ein starker Motor über Reibungskupplungen o.
dgl. das Drehmoment der Steuerwelle des Empfängers mechanisch verstärkt, deren Bewegung
im übrigen aber unverändert auf die Kraftweile (Abtriebswelle) übertragen wird.
Derartige Drehmomentverstärker zeigen ihre giinstigsten Eigenschaften erst bei einer
verhältnismäßig hohen Drehzahl, da nur dann der Drehmomentverstärker und sein Antriebsmotor
verhältnismäßig klein gehalten werden können. Bei elektrischen Fernübertragungsanlageri,
insbesondere für Geschütze, wird die Steuerwelle im allgemeinen durch einen Empfänger
motorähnlicher Bauart betrieben. Da dieser Empfänger synchron mit denn Geber läuft,
stimmet Geber- und Empfängerdrehzahl' genau überein, und zwar ist die Drehzahl verhältnismäßig
gering, weil 'der Geber durch., ein Rechengerät angetrieben wird, das die Leistung
für eine hohe Drehzahl nicht aufbringen kann. Die in der. Praxis zur Verwendung
kommenden Drehzahlen liegen bei derartigen Anlagen beispielsweise in der Größe von
roo bis Zoo Umdr./Min. Außerdem werden aus Gründen der elektrischen Fernübertragung,
um Geber und Empfänger und Stromquelle entsprechend klein halten zu können, geringe
Drehzahlen benutzt, während für den Dreh momentverstärker aus den gleichen Gründen
hohe Drehzahler, beispielsweise rooo Umdr./ Min., erwünscht sind. Eine einfache
Übersetzung zwischen den Empfänger und die von ihm gedrehte Steuerwelle zu legen,
ist aber sehr unzweckmäßig, da hierdurch das an sich schon geringe - Drehmoment
des Empfängers an der Steuerwelle noch weiter im Verhältnis der Übersetzung vermindert
wird.
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Um nun die für die Erzielung der hohen Drehzahl des Drehmomentverstärk
ers benötigte Leistung, die der Empfänger selbst nicht aufbringen kann, zu erhalten,
steht gemäß der Erfindung der zum Geber gehörige Empfänger bzw. die von diesem angetriebene
Steuerwelle des mechanischem Drehmomentverstärkers zusätzlich mit der vom mechanischen
Drehmomentverstä.rker angetriebenen Kraftwelle (Abtriebswelle) über eine Übersetzung
ins Langsame in Antriebsverbindung. Diese Rückführung einer Kraft von der Abtriebswelle
auf
die Steuerwelle kann sowohl auf mechanischem- als auch auf elektrischem Wege erfolgen:
auf mechanischem Wege, inz_ dem durch die Rückführung der das Feld erzeugende Teil
des Empfängers in derselberi:@ Richtung, in de sich der Anker des Empfärt-`: gers
bewegt, so lange nachgedreht wird, bis infolge der verschiedenen Geschwindigkeit
vom. Anker und Feld eine Stellung erreicht wird, in welcher der Empfänger kein Drehmoment
mehr ausübt, oder auf elektrischem Wege, indem mit Hilfe elektrischer, mit der Abtriebswelle
verbundener Einrichtungen das Feld oder der Anker des Empfängers in entsprechendem
Sinne beeinflußt werden.
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Bei der mechanischen Rückfiihrung wird von der Abtriebswelle über
Getriebe der S tator des Empfängers gegenüber dem Anker des Empfängers im Sinne
der Ankerdrehung nachgedreht, wobei durch geeignete Wahl der Übersetzung der Rückführung
ins Langsame eine beliebige Erhöhung der Drehzahl der Steuerwelle erreicht werden
kann. Selbstverständlich muß, wenn auf diese Weise eine Erhöhung der Drehzahl der
Abtriebswelle erreicht wird, anderseits aber die Drehzahl des angetriebenen Gegenstandes
dieselbe, wie bisher, bleiben soll, das sowieso zwischen der Abtriebswelle und dem
zu bewegenden Gegenstand eingegliederte Übersetzungsgetriebe ins Langsame entsprechend
bemessen werden.
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Es ist nun aber nicht unbedingt notwendig, daß der Stator des Empfängers
verdreht wird, sondern man kann auch sinngemäß die Summenbildung aus der Bewegung
des Empfängers (- dem vorn Geber diktierten Winkel) und der Bewegung der Abtriebswelle
dadurch erreichen, daß die Steuerwelle über ein mechanisches Differentialgetriebe,
außer mit dein Anker des Empfängers überein Übersetzungsgetriebe ins Langsame, mit
der Abtriebswelle in Verbindung steht.
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Bei der elektrischen Rückführung ist der Geber nicht unmittelbar mit
dem Empfänger verbunden, sondern liegt z. B. an dem von der Abtrieb@swelle gedrehten
Anker eines Drehtransformators, in dessen Stator ein Drehfeld erzeugt wird, das
auf den Anker des Empfängermotors übertragen wird. Auch in diesem Falle kann durch
entsprechende Wahl der Übersetzung zwischen Ab@triebswelle und Drehtransformator
jede beliebige Drehzahlerhöhung an der Steuerwelle erreicht werden.
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Weiterhin kann die Empfängeranlage so ausgebildet sein, daß bei gleichzeitiger
Verwendung eileer Grobsteuerung und einer Feinsteuerung zwischen der Grob- und der
Feinsteuerung eine. nachgiebige Kontakteinrichtung angeordnet ist, die zweckmäßig
aus zwei gegeneinander verdrehbaren und federnd miteinander verbundenen und je.
einen Kontaktteil tragenden Teilen besteht und die beim Einschalten des Grobsystems
durch Verschiebung der Kontakte gegeneinander selbsttätig das Feinsystem einschaltet.
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- Die Wirkungsweise der vorgenannten Ein-'. riehtungen soll nachstehend
an- Hand der Zeichnung näher beschrieben werden.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i eine Einrichtung mit mechanischer und Fig. 2 mit elektrischer
Rückführung, Fig.3 eine Kombination von Grob- und Feinsteuerung mit mechanischer
Rückführung und Fig. q, ein Einzelteil der Einrichtung nach Fig. 3.
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In Fig. i ist i der Geber, der die Verstellung vorschreibt. Er ist
über Leitungen 2 mit dem Anker 3 des Empfängermotors verbunden, dessen Ständer 4
am gleichen Netz 5 liegt, an das auch der Geber'i angeschlossen ist. Der Anker 3
des Empfängers ist über die Steuerwelle 6 mit einem nur schematisch dargestellten
mechanischen Drehmomentverstärker 7 verbunden. Die Abtriebswelle 8 des Drehniomentverstärkers
7 ist über Getriebe 9, 1o, 1i, 12, 13 mit dem Ständerd. verbunden. Dieser Drehmoinentverstärker
kann von beliebiger, an sich bekannter Bauart sein und hat lediglich die Aufgabe,
die Drehbewegungen der Steuerwelle 6 mechanisch verstärkt, aber im übrigen unverändert
an die Kraftwelle 8 als Abtriebswelle zu liefern. Zwischen dieser Welle und dem
(nicht gezeichneten) anzutreibenden Gegenstand ist im allgemeinen ein z. B. aus
einem Schneckengetriebe bestehendes Übersetzungsgetriebe ins Langsame angeordnet.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Die Übersetzung
zwischen Abtriebswelle 8 und Ständer 4 betrage i ::2 ins Langsame. Dann wird also
bei jeder Umdrehung der Abtriebswelle 8 der Ständer 4. uln 1/, Umdrehung nachgedreht.
Es ergibt sich dann folgendes Verhalten der Einrichtung, das in der nachstehenden
Beschreibung des besseren Verständnisses halber als zeitlich nacheinander eintretend
dargestellt ist, während in Wirklichkeit die einzelnen Bewegungsphasen gleichzeitig
stattfinden. An dem Endergebnis wird jedoch durch diese Art der Darstellung nichts
geändert. Wenn also der Geber i um '/,Umdrehung verstellt wird, dann werden sich
auch Empfängeranker 3 und Abtriebswelle 8 um 1/4 Umdrehung drehen. Hierdurch wird,
entsprechend dem übersetzungsverhältnis von i : 2, der Ständer 4 des Empfängers
um 1/$ Umdrehung im gleichen Drehsinn
nachgedreht. Da nun der Anker
3 seinem Feld folgt, führt er wiederum % Umdrehung aus, die über 6, 7, 8, 9, 10,
11, 12, 13 eine weitere Nachdrehung des Ständers 4 um 1/1s Umdrehung zur Folge hat,
usw. Es führt also der Anker 3 nicht nur die vom. Geber i diktierte Bewegung von
1/4Umdr:ehung aus, sondern 1/4 -f-1/8 -i-1/18 +1/s2 -I- . . . . - % Umdrehung. Es
ist also infolge der Rückführung von der Abtriehswelle bei dem Übersetzungsv erhältnis
von i :.2 an der Steuerwelle 6 eine Vedoppelung der vom Geber diktierten Verdrehung
erreicht worden, wobei zu beachten, ist, daß hierbei an der Steuerwelle das volle
Drehmoment, ;das einer Verstellung von l/., Umdrehung zwischen Geber und SEmpfiänger
entspricht, entwickelt worden ist, während -man nur das halbe Drehmoment an der
Steuerwelle erzielt hätte, wenn man zum Zwecke der Vergrößerung der Drehzahl zwischen
Steuerwelle und Empfänger eine übersetzung von i ::2 ins Schnelle angeo@rdliet hätte.
Wenn bei dieser Betrachtung auch nur von 1/4 Umdrehung des Gebers i ausgegangen-ist,
so gelten die gleichen Gesetze jedoch auch für den Fall, daß der Geber beispielsweise
io oder ioo Umdrehungen macht. .
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung -für die elektrische Rückführung
sind mit 14 der Geber und mit 15 und 16 Ständer und Anker des Empfängers bezeichnet.
Der Geber ist hier nicht unmittelbar mit dem Empfänger verbunden, sondern liegt
an dem Anker 17 eines Drehtransformators, dessen Ständer 18 mit dem Anker. 16 verbunden
ist. Der Ständer 15 und der Geber 14 werden vom Netz 19 erregt. 2o ist die Steuerwelle,
21 ein schematisch angeordneter.mechanischer Drehmoment-Verstärker, 22 die Abtriebswelle,
die über ein , Getriebe 23, 24 mit dem Ständer 17 des Drehtransformators verbunden
ist.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Bei Stillstand
der Einrichtung fließt vom Geber 14 über Leitungen 25 .der Strom zum Anker 17 und
erzeugt im Ständer i8 ein Feld, das auf den Anker 16 des Empfängers übertragen wird.
Der Anker 16 dreht jetzt über Steuerwelle 2o und Drehmomentverstärker 2i die Abtriebswelle
22, die über das Getriebe23, 24 den Anker 17 im Sinne des vom Geber 14 erzeugten
Feldes dreht. Durch diese mechanische Drehung des Ankers 17 wird im Ständer 18 dieselbe
Wirkung erzielt, als wenn der Geber 14 verstellt worden wäre. Es wird hierdurch
also über die Steuerwelle 2o eine Be- -wegung übertragen, die der Summe der Bewegung
des Geberankers und des von der Abtriebswelle 22 angetriebenen Ankers 17 entspricht.
Es ist noch zu erwähnen, daß man außerdem noch. durch zusätzliche Drehung des Ständers
i8 beliebige, vom Geber unabhängige, zusätzliche Bewegungen übertragen kann.
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,Fig. 3 zeigt die gleichzeitige Anwendung einer Grob- und einer Feinsteuerung.
Im Geber ist der Feingeber 26 über ein Getriebe 27 mit dem Grobgeber 28 verbunden.
.Vom Grob-. geben 28 führen Leitungen 29 zum Anker 30 des Grobempfängers, dessen
Ständer 21 am Netz 32 -liegt. Ebenso ist der Feingeber 26 durch Leitungen 33 mit
dem Anker 34 des Feinempfängers verbunden, dessen Ständer 35 ebenfalls vom Netz
32 gespeist wird. Mit den Anker 34 ist über die Steuerwelle 36 und. den Drehmomentverstärker
37 die Abtriebswelle 38 verbunden, die über ein nicht dargestelltes Untersetzungsgetriebe
zu dem zu bewegenden schweren Gegenstand führt. Von der Abtriebswelle kann über
Getriebe 39, 40, 41, 42, 43 der Ständer 35 des Feinempfängers und über Getriebe
39, 44 der Ständer 31 des Grobempfängers verstellt werden. Der Anker 34 des Feinempfängers
'ist über ein Getriebe 45, 46 und Welle 47, 48 mit dem Anker 3o des Grobempfängers
verbunden. Zwischen den Wellenteilen 47 und 48' ist eine Kontakteinrichtung, die
(s. Fig. 4) aus zwei gegeneinander verdrehbaren und durch Federn 49 miteinander
verbundenen Teilen 50, 51 besteht, von denen jeder einen Kontaktteil 52, 53 trägt,
an die eine Leitung 54 der zum Netz führenden Erregerleitungen des. Feinempfängerständers
35 gelegt ist. Beim Einschalten der Grobsteuerung werden die Teile 5o und 51 gegeneinander
verdreht, die Kontakte 52 und 53 somit getrennt und dadurch die Leitung 54 unterbrochen,
wodurch der Feinernpfängerständer stromlos und damit -der Feinempfänger abgeschaltet
ist.
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Bei dieser Einrichtung sind die übersetzungen zwischen Ab@triebswellle
und Grobempfänger einerseits und zwischen Abtriebswelle und Feinempfänger anderseits
verschieden, und zwar muß dieses Verhältnis derart gewählt werden, daß es dem Übersetzungsverhältnis
zwischen den beiden Systemen im Geber entspricht.