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Schaltwerk für motorische Folgesteuerungen Die Erfindung betrifft
ein Schaltwerk für motorische Folgesteuerungen, d. h. Einrichtungen, mit deren Hilfe
Drehwerte schwach belastbarer Wellen durch einen Motor weggetreu nachgebildet werden
können. Ein derartiges Schaltwerk enthält ein mit der wenig belastbaren Welle verbundenes
Organ, das Vorlaufglied, und ein den Bewegungen dieses Organs mit Hilfe des Motors
nachzudrehendes Organ, das Nachlauf- oder Folgeglied. Vorlauf- und Nachlaufglied
stehen derart miteinander in Verbindung, daB bei Stellungsunterschieden und entsprechend
dem Vorzeichen derselben ohne wesentliche Rückwirkung auf das Vorlaufglied Kontakte
geschlossen werden, die den Nachlaufmotor bis zum Erreichen der Stellungsgleichheit
in der einen oder anderen Laufrichtung einschalten.
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Es sind Schaltwerke zur Nachlaufsteuerung in zwei Koordinatenrichtungen
bekannt, deren Vorlauf- und Nachlaufglieder durch zueinander senkrecht stehende,
in parallelen Ebenen übereinanderliegende Spindeltriebe in den beiden Koordinatenrichtungen
verstellbar sind. Als kontaktbildendes Organ, das für jede Koordinatenrichtung einen
besonderen Nachlaufmotor steuert, ist eine allseitig kippbare Scheibe vorhanden,
die in der Mitte zwischen zwei unter Federdruck stehenden Spitzen-gehalten wird.
Die eine Spitze steht mit dem Vorlaufglied und die andere mit dem Nachlaufglied
in Verbindung. An ihrem Rande trägt die Scheibe einen Kontaktring, dem in den beiden
Koordinatenrichtungen sich diametral gegenüberstehende Gegenkontakte zugeordnet
sind. Bei Übereinstimmung in der Stellung des Vorlauf- und des Nachlaufgliedes stehen
sich die beiden Lagerspitzen genau gegenüber. Die Scheibe nimmt daher die Gleichgewichtslage
ein, in der alle
Kontakte geöffnet sind. Bei einem Stellungsunterschied
«-erden jedoch die Lagerspitzen gegeneinander verschoben. Die Scheibe wird daher
gekippt und der in der Kippebene liegende Gegenkontakt geschlossen. Dadurch wird
der eine oder der andere der beiden Nachlaufmotore in einem solchen Drehsinn eingeschaltet,
daß er die Stellungsgleichheit wieder herstellt.
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Bei diesem bekannten Schaltwerk ist keine unbedingte Zwangsläufigkeit
in der Bewegung des Kontaktringes bzw. der Scheibe vorhanden. Dadurch können bei
rauhem Betrieb empfindliche Störungen eintreten, insbesondere dann, wenn das Schaltwerk
starken Erschütterungen, beispielsweise periodischen Erschütterungen, durch Verbrenn_ungsmotore
oder Rückstoßerschütterungen von Feuerwaffen u. dgl. ausgesetzt ist. Eine einwandfreie
Ferneinstellung mittels dieses Schaltwerkes ist dann nicht mehr möglich. Ferner
kann das Schaltwerk nur Stellungsunterschiede in linearer Richtung feststellen.
Es ist daher bei der Nachbildung von Drehbewegungen erforderlich, diese zunächst
mittels Spindeltrieben in Streckenwerte umzuformen. Dadurch entsteht aber, abgesehen
von einem erheblichen Aufwand, eine erhöhte Fehlermöglichkeit durch die Lose in
den Getrieben. Außerdem ist in den meisten Fällen nur eine Nachbildung einer Drehbewegung
erforderlich. Der umständliche Aufbau eines Schaltwerkes zur Abtastung von zwei
Koordinatenrichtungen ist dann nicht mehr gerechtfertigt. Das bekannte Schaltwerk
hat auch den Nachteil, daß schon bei verhältnismäßig kleinen Stellungsunterschieden
die Hartlage erreicht wird. Es besteht daher die Gefahr einer Zerstörung für den
Fall, daß größere Stellungsunterschiede eintreten oder daß der Antrieb für das Vorlauf-
oder das Nachlaufglied aus irgendeinem Grunde plötzlich ausfällt.
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Es ist auch bereits ein mit einem kippbaren Kontaktring versehenes
Schaltwerk vorgeschlagen «-orden, das in der Lage ist, Drehwerte ohne Zwischenschaltung
von Spindeltrieben unmittelbar miteinander zu vergleichen bzw. mittels eines Nachlaufmotors
nachzubilden. Der Kontaktring ist dabei auf Schneiden um eine Querachse kippbar
gelagert und läuft mit der Nachlaufwelle um. Die dazu gleichachsige Vorlaufwelle
bewegt einen auf den Kontaktring drückenden Taster, der bei Stellungsgleichheit
über einer Lagerschneide des Ringes steht und diesen im Gleichgewicht Hält, bei
dem alle Kontakte geöffnet sind. Bei Stellungsunterschieden drückt dagegen der Taster
je nach der Richtung der Auswanderung auf der einen oder anderen Seite des Kipplagers
auf den Ring und bringt diesen demzufolge zum Kippen. Auch bei dieser Anordnung
ist keine völlige Zwangsläufigkeit in der Bewegung des Kontaktringes vorhanden,
wenn auch die geschilderten übrigen Nachteile der bekannten Schaltwerkausführung
bereits weitgehend vermieden sind.
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Die Erfindung betrifft dagegen ein Schaltwerk, bei dem zwar ebenfalls
bei Stellungsunterschieden zwischen Vorlauf- und Nachlaufglied ein Ring zur Schwenkung
gebracht wird und die Drehwerte der Vor- und Nachlaufwelle unmittelbar miteinander
verglichen werden. Das neue Schaltwerk hat jedoch den Vorteil einer absoluten Zwangsläufigkeit
in der Bewegung des Kontaktringes, so daß die Betriebssicherheit wesentlich gesteigert
wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß der am Nachlaufglied gelagerte Ring
mit einem Stein in eine mit der Vorlaufwelle umlaufende Schrägkulisse eingreift,
so daß bei Stellungsunterschieden der Stein gehoben oder gesenkt und durch ihn der
Ring zwangsläufig nach der einen oder anderen Seite zur Kontaktbildung geschwenkt
wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigen Fig. i eine Ausführungsform des Vorlaufgliedes, Fig. 2 eine
Draufsicht auf das Schaltwerk mit abgenommener Anzeigevorrichtung in teilweisem
Schnitt, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine teilweise
Ansicht in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 2, Fig.5 einen verstellbaren Gegenkontakt
und Fig. 6 eine andere Anordnung der Steuermittel für den schwenkbaren Ring.
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Das Vorlaufglied des Schaltwerkes nach Fig. i besteht aus der Welle
i, die beispielsweise von einem motorähnlichen Empfänger zur Fernanzeige von Winkelwerten
angetrieben werden möge, und aus der auf die Welle i aufgesetzten Scheibe 2. Diese
trägt an ihrem Umfang eine Ringnut 3, welche an zwei diametral gegenüberliegenden
Stellen bei 4, 4' eine Schrägung aufweist. Diese Schrägung 4 dient als Steuerkulisse
für einen in Fig. i nicht dargestellten, in sie eingreifenden und senkrecht zur
Ebene der Scheibe 2 verstellbaren Kulissenstein. Nimmt man an, daß dieser sich in
der Mitte der Schrägung 4 befindet, so wird er bei einer Drehung der Scheibe 2 in
der Pfeilrichtung gehoben und bei einer Drehung in entgegengesetzter Richtung gesenkt.
Durch die beiden in parallelen Ebenen übereinanderliegenden, sich je annähernd über
den halben Scheibenumfang
erstreckenden Nutenteile wird er in der
gehobenen oder gesenkten Lage gehalten, bis die Scheibe 2 eine halbe Umdrehung ausgeführt
hat. Durch die der Schrägung 4 gegenüberliegende Schrägung 4', die, in der Umfangrichtung
betrachtet, eine entgegengesetzte Neigung aufweist, wird er bei einer weiteren Drehung
der Scheibe in die andere Endlage gebracht. Die Empfindlichkeit in der Umsteuerung,
d. h. die Geschwindigkeit des Hebens 'und Senkens des Steines relativ zur Winkelgeschwindigkeit
der Scheibe?" läßt sich durch entsprechende Wahl der Neigung der beiden Schrägungen
q., 4' fast beliebig einstellen.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 4 ist der Kulissenstein
in Form eines Zapfens 5 am Innenrande eines Ringes 6 befestigt, der an zwei gegenüberliegenden
Stellen bei 7 und 7' in Spitzen gelagert ist. Getragen wird der Ring 6 von zwei
auf einer Tragscheibe 9 angeordneten Lagerböcken 8, 8'. Die Scheibe 9 wird
von einer zur Vorlaufwelle i konzentrischen Hohlwelle io gehalten, welche in irgendeiner
geeigneten Weise mit dem Nachlaufmotor bzw. mit dem von diesem einzustellenden Gegenstand
gekuppelt ist. Die Hohlwelle io und die von ihr getragenen Teile, nämlich Scheibe
9, Lagerböcke 8, 8' und schwenkbarer Ring 6, stellen also das Folgeglied des Schalt`verkes
dar. .
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Auf der Hohlwelle io können gleichzeitig die Schleifringe i i zur
Stromzuführung zü den einzelnen Kontakten des Schaltwerkes angeordnet sein. Die
beweglichen Kontakte sind in Form von Blattfedern 12, 12' auf den Ring 6 zu beiden
Seiten der Steuerscheibe 2 so befestigt, daß sie nach entgegengesetzten Richtungen
über den Rand des Ringes 6 vorstehen.
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jeder dieser beiden Kontaktfedern 12, 12' sind nachgiebige Gegenkontakte
13, 13' zugeordnet. Zweckmäßig sind diese, wie aus Fig.5 ersichtlich, in Form von
gebogenen, auf der Scheibe 9 befestigten Federn ausgeführt, welche durch je eine
auf einem Zapfen 14, 14' verschraubbare Mutter 15, 15' in der Höhe verstellt werden
können. In Fig. 4 ist der besseren Übersicht wegen die Verstellbarkeit nur teilweise
dargestellt.
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Die Höhe der Kontakte 13, 13' ist derart eingeregelt, daß sich bei
Stellungsgleichheit zwischen Vorlauf- und Folgeglied, d. h. bei horizontaler Lage
des Ringes 6, in der sich der Zapfen 5 in der Mitte der Schrägkulisse 4 befindet
(Ffg.2 und 3), beide Kontaktpaare 12; 13 und 12', 13' nicht berühren.
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Tritt jedoch eine relative Bewegung zwischen Vorlauf- und Nachlaufglied
ein, so wird je nach der Richtung der Abweichung der Zapfen 5 durch die Schrägnut
4 gehoben oder gesenkt und dann der Ring 6 nach der einen oder anderen Seite geschwenkt,
.so daß entweder die Kontakte 12, 13 oder 12', 13' geschlossen und der Motor im
Sinne des Nachlaufes unmittelbar oder über Relais u. dgl. eingeschaltet wird. Die
beiden Kontaktfedern 12, 12' können unter sich verbunden und durch eine gemeinsame
flexible Leitung mit einem der Schleifringe i i verbunden sein, während jeder der
Gegenkontakte 13 und 13' für sich an je einen weiteren Schleifring i i eingeschlossen
ist.
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In der Schwenklage des Ringes 6 drückt der Zapfen 5 durch die Wirkung
der Kontaktfedern 12, 12' jeweils gegen den inneren Rand der Nut 3. Da der äußere
Rand derselben so= mit zur Zapfenführung nicht erforderlich ist, kann er auch entfallen.
Die Steuerscheibe 2 gemäß Fig. i kann somit dergestalt vereinfacht werden, daß,
wie aus den Fig.2 bis 4 ersichtlich ist, zu beiden Seiten-der Schrägkulisse 4, 4'
lediglich einseitige ringförmige Führungsanschläge für den Zapfen 5 vorgesehen werden.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bis 4 ist der Führungszapfen 5
in der Mittelsenkrechten zur Schwenkachse 7, 7' des Ringes 6 gezeichnet. Wählt man
gemäß Fig.6 seine Lage am Innenrand des Ringes 6 jedoch so,, daß er von beiden Lagerspitzen
nicht gleich weit entfernt ist, so wird die Empfindlichkeit in der Umsteuerung vergrößert.
Es stehen somit für die Einregelung der Empfindlichkeit des Schaltwerkes außer der
an sich bekannten Änderung der Hebellänge der Kontakte noch zwei weitere Möglichkeiten
zur Verfügung, nämlich die Wahl der Kulissenneigung und die der Lage des Führungszapfens
5.
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Beim dargestellten Schaltwerk könnte der Fall eintreten, daß der Nachlaufmotor
bei einem Stellungsunterschied zwischen Vorlauf-und Folgeglied von i8o° stehenbleibt
und somit ein Wegfehler von i8o° eintritt. Um diese Möglichkeit auszuschalten, kann
man zwei parallel geschaltete Schaltwerke verwenden, deren Schrägkulissen 4 zu den
übereinstimmenden Kulissen 4 verschiedene Winkel einschließen. Beispielsweise können
sich bei dem einen Schaltwerk die beiden Schrägkulissen 4 und 4 genau diametral
gegenüberstehen, während die Kulisse q.' beim anderen Schaltwerk um einige Grade
von der i8o°-Lage abweicht. Außer bei Stellungsgleichheit ist dann keine Lage möglich,
in der nicht der Nachlaufmotor mindestens über einen Kontakt der beiden Schaltwerke
eingeschaltet ist. Die beiden Schaltwerke können gleichzeitig zur Grob- und Feinregelung
benutzt werden. t Auf dem Nachlaufglied bzw. auf den beiden Lagerböcken 8, 8' kann
eine Skala oder
eine sonstige Zeigemarke auf einer Abdeckung 16
vorhanden sein, über der ein auf der Vorlaufwelle i sitzender Zeiger 17 spielt.
Auf diese Weise kann das Kontaktwerk jederzeit auf seine Arbeitsgenauigkeit überprüft
werden. Desgleichen ist die Folgezeigeranordnung 16, 17 auch zur Nachstellung von
Hand benutzbar, wenn in der Motorsteuerung eine Störung eingetreten ist.