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Einrichtung zur laufenden Einstellung eines Organs gemäß dem Verlauf
einer in Zeitabständen zur Ubertragung oder zur Ermittlung gelangenden Meßgröße
Die Erfindung bezieht sich -auf eine Einrichtung zur Einstellung eines Organs gemäß
dem Verlauf einer Meßgröße, bei der die jeweiligen Mamentanwerte .der ,sich nm
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gemeinen laufend äulerndlen Meßgröße nur in gewiesen, meist konstanten
Zeitaib!sitänden übertragen oder ermittelt werden. Der GTund für eine. @aub,s,atzwe,i@se,
Übertragung kann, z. B. dahin liegen, :daß zur übeirtragung nuir ein einziger Übertragungskanal
zur Verfügung steht und dieser Kanal auch noch zur Übertragung anderer Meßwerte
benutzt werden muß. In derartigen Fällen können. unter Umständen die Zeitabstände;
in welchen die Mo@mentanwerte einer Meßgröße übertragen werden, recht groß werden.
In den Übertragungspausen tritt ncotwenidigerweise eine Fehlstellung zwischen Geber
und Empfänger ein. Dais führt zu erheblichen Unzuträglichkeiten, :insbesondere dort,
wo ,es sieh diarum handelt, den Empfänger bzw. das einzustellende Organ wieg- und
gesehwindigkelts-") Von der Patentsucherin ist als der Erfinder angegeben
worden:
getreu dem Geber nachzudrehen. Solche Verhältnisse sind
z. B. auf militärischem Gebiet bei der Feuerleitung usw. gegeben. Die bei einer
absatzweisen Übertragung erfolgenden ruckartigen Bewegungen des Empfängers sind,
sofern er unmittelbar auf Rechengetriebe oder Geschütze arbeitet oder diese steuert.
zudem auch aus mechanischen Gründen unangenehm. Man kann zwar diese ruckartigen
Bewegungen bzw. ihre Übertragung auf die an den Empfänger angeschlossenen Geräte
dadurch ausgleichen, daß man am Empfangsort ein Folgezeigersystem vorsieht, mittels
dessen einBedienungsmann dass einzustellende Gerät kontinuierlich dem Empfänger
nachdreht. Indes bleibt auch hier der '-'Zachteil einer Fehlstellung erhalten. Die
Verhältnisse seien an dem Diagramm der Fig, i näher veranschaulicht.
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Die Kurve ? stellt in diesem Diagramm einen beispielsweisen Bewegungsverlauf
des Gebers in Abhängigkeit von der Zeit dar. Werden -die '-llomentanw:erte des von
dem Geber zurückgelegten Winkelweges in den Zeitpunkten ti, t., t3 usw. übertragen,
so vollführt der Empfänger eine Bewegung gemäß der Kurve I., Bei Verwendung eines
Folgezeigersystems am Empfangsort ist, wie schon erwähnt, :der Bedienungsmann wohl
in der Lage, durch passendes Nachfolgen die Sprünge in der Einstellung des Empfängers
mit Bezug auf den einzu stellenden Gegenstand, z. B. ein Geschütz, einen Scheinwerfer
o.d. dgl., auszugleichen. Er wird aber dabei nur entsprechend einer Kurve Iä folgen
können, dpa ihm die Beträge, um die er der Einstellung des Empfängers bei Einhaltung
der Kurve IQ voreilen müßte, erst durch eine zeitlich später erfolgende Einstellung
des Empfängers gegeben werden. Die auf den einzustellenden Gegenstand übertragene
Bewegung besitzt infolgedessen eineAbweich:ung gegenüber der Bewegungskurve I de-s
Gebers proportional der Geschwindigkeit, mit dier die Bewegung des Gebers abläuft.
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Die Erfindung bezweckt, die erwähnten Schwierigkeiten zu beseitigen.
Hierzu enthält das neue Gerät erfindungsgemäß eine: Vorrichtung zur Bildung der
Differenz aus zwei nacheinander zur Übertragung bzw. Ermittlung gelangenden Meßwerten,
wobei von dieser Vorrichtung entweder durch zusätzliche Verstellung eines entsprechend
dem zuletzt gemessenen bzw. übertragenen Werteinstellbaren Organs oder durch E.inrege
jung eines in seiner Geschwindigkeit regelbaren Antriebes laufend der zu ermittelnde
Momentanwert gebildet wird.
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Es ist an sich bekannt, eine gesuchte Größe aus zeitlich aufeinanderfolgenden
Mo:mentanwerben dieser Größe fortlaufend zu bilden. Indes ist bei den bisherigen
Einrichtungen dieser Art die Aufzeichnung der gemessenen Entfernungswerte bzw. der
Zielbahn erforderlich. Demgegenüber hat der Erfindungsgegenstand den Vorteil, d@aß
die fortlaufend richtige Weiterbildung der Größe aus ihren nur in zeitlichen Abständen
aufeinanderfolgenden Momenta.nwerten ohne Zuhilfenahme einer derartigen Aufzeichenvorrichtung
möglich ist. Dadurch sind eine Verringerung des Getriebeaufwandes und Vereinfachung
der Bedienung i bedingt.
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i Fiel-. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Das Handrad i, das
einem Beobachtungs- oder Rechengerät angehören kann, verstellt entsprechend den
jeweiligen --%lomentan«-erten der zu übertragenden Größe laufend den i Geber 2,
der seine Einstellung über das Differentialgetriebe 3 dem Sender .I überträgt. I
Dieser Sender kann nach irgendeinem bekannten Verfahren arbeiten, z. B. nach dem
bekannten Dualzahlenprinzip, und über Leitungen oder auch drahtlos auf den nicht
dargestellten Empfänger geschaltet sein. Die Berw egung des Gebers 2 wird weiterhin
auch einem Kontaktarm 5 mittgeteilt, der über eine Kontaktscheibe 6 schleift. Diese
ist mit einem Motor 7 gekuppelt, der weiterhin auch mit dem Planetenrad des Differentialgetriebes
3 über Kegelradg etriehe und die Welle 8 gekuppelt ist.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei angenommen, daß bei Beginn derL?bertragung
der Kontaktarm 5 die Auslenkung <c, und die Kontaktscheibe 6 die Auslenkung rf
i aufweisen. Unmittelbar vor der Einschaltung der Sendeeinrichtung ,4, die in bestimmten,
vorzugsweise konstanten Zeitabständen, z. B. durch eine mechanische Einrichtung,
erfolgt, wird von der mit dieser gekuppelten \ockenscheibe 9 der Schalter io geschlossen,
wo,-durch der Motor 7 in dem gezeichneten, über den Kontaktarms ,und das Schleifringsegment
6" oder 6v der Kontaktscheibe 6 verlaufenden Stromkreis im einen oder anderen Sinne
eingeschaltet wird. Der Motor 7 dreht daraufhin die Kontaktscheibe 6 dem Kontaktarm
5 nach und unterbricht dadurch wieder selbsttätig .den Stromkreis. Von der Kontaktscheibe
6 und der Achse des Motors wird dabei der Winkel zurückgelegt, der mit Hilfe des
Differentialgetriebes 3 zusätzlich der Sendeeinrichtung d. zugeleitet wird. Infolgedessen
wird in dem Zeitpunkt tz die Summe des diesem Zeitpunkt entsprechenden -Momentanivertes
T2 und des Winkels .dT., gesendet. Es wird also ein Wert gebildet und gesendet,
der erst im Zeitpunkt der nächsten Sendung zu erwarten ist, unter der Voraazssetzung,
daß bis dahin dieÄnderungsgeschwindigkeit der Meßgröße unverändert bleibt.
Damit
nach jeweils erfolgter Sendung das Planetenrad, des Differentialgetriebes 3 und
die S,endeeinrichtumg 4 um den zuvor ad'di.erten Winl-el d992 zurückgestellt wemdem,
ist der obere Teil der Welle 8 mit dem übrigen Teil der Welle durch eine magnetische
Kupplung 11 verbunden, deren Stromkreis vor oder mit dem Zeitpunkt der Eins,dhaltung
-des. Motors 7 über ,die Nockenecheiibe 12 geschlossen wird und bdis zur Beendigung
der einzelnen Sendung geschlossen bleibt. Bei Unterbrechung des Stromikreiises kehrf
unter ,der Wirkung der Rücksitel(lfeder 13 der betreffende Teil der Welle 8 und
damit ,das Planetenrad des Differentiailigetrdiebes in die Nullstellung zurück.
Die Bewegung des Empfängers ,erfolgt mithin nach hder in Fig. 1 mit IIa bezeichneten
Kurve. Bei Verwendung eines Folgezeigersystems entspricht dann mit großer Annäherung
die auf den einzustellenden Gegenstand am Empfangsort bei nachfolgendem Antrieb
übertragene: Bewegung dem Verlauf der Kurve I, also, ,dlem Verlauf der Beweigun@g,dies
Gebers II, was zu erreichen war. Der obenerwähnte Wert dq9l usw. stellt an. sich
die Differenz zweier nacheinander zurr Sendung gelangender Meßwerte dar. Diese Differenz
gilbt jedoch ein Maß für ,die Änderungsgeschwindigkeit der Meßgröße unter Berücksdehtiigung
der Zeitspanne zwischen zwei Übertragungen. Insbesondere gilt das, wenn, wie es
dem obigen Beisspiel zugrunde liegt, die Übertragungen in regelmäßigem Zeitabsitän@dcn
erfolgen, so diaß die genannte Zeitspanne )als Konstante eingeht.
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Die bei .der Ausfüuhriung nach Fiig.2 erfindunbgts:gemäß vorgesehene
Zueatzeinrichtung 5, 6. iusw. 'kann statt mit,d!er Sendeeinrichtung auch natürlich
mit der Empfangseinrichtung kombiniert werden, ohne.,dali die W,rkun@gsweise sich
grundsätzlich ändiern .würde.
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Fiig.3 zeigt eine vollikom,men selbsttätig arbeitende Einrichtung.
Diie Sendestelle kann die übliche Ausführung besitzen und isst in Fing. 3 daher
nicket dargestellt. Mit Hilfe der Empfangseinrichtung 2o wird der eigentliche Empfänger
21 schrittweise eingestellt. Der Empfänger 21 verstellt über die Welle 22, die Kegelräder
23 und die Welle 24 ,den Kontakt arm25, der über eine Kontasctb:ahn26 streicht.
Die einzelnen Teiilie sind in der Stellung gezeichnet, in,dich sie seich befinden,
nachdem gerade die Signalgabe erfolgt ist. Dabei hat der Kontaktarm 25 z. B. eine
Auslenkung 992
erhalten, während die Kontaktscheibe 26 noch die Auslenkung
cpl besitzt. Die Verdrehung der Welle 24 überträgt siech außer auf den Kontaktarm
25 auch auf ,das eine Seitenrad eines Differentinalgetriebes 27 rund über dessen
Planetenrad, auf den Kontaktaren 28, der über eine, Kontaktscheibe, 29 .sitreicht.
Der Kontaktarm 28 erhält dadurch, wie isIch noch aus der weiteren Beschreibung deutlicher
ergeben wird:, eine Auslenkung von dem Betrag 99l-992 = d992, während die zugehörige
Kontaktscheibe 29 noch die Au!slienkung dpi besitzt. Sind diese Werte verschieden
groß, wie eis der Fall sein wird, wenn: in der vorhergehenden Übertragungspause
sich ,die Gesichw;indwgl#--eiit .dies Gebers geändert hat, so macht der Kontaktarm
28 mit der einen oder andeiren Hälfte des auf der Scheibe 29 befrndlidhen geteilten
Kontaktringes Kontakt und bereilteit damit einen Stromkreis für @die Einsc'haltung
,des mit der Kontaktscheibe 29 gekuppelten Motors 30 im einen oder anderen
Sinne vor. Unmittelbar nach dem Signalempfang, also nachdem die vorbeschriebenen
Teilie dile erläuterten Einstellungen eingenommen haben, .schließt der synchron
mit der Sendeapparatur umlaufende Nocken 31 den Schialter 33 im Stromkreis des Mottoiris
3o. Dadurch wird .de Kontaktscheibe 29 dem Kontaktarm 28, sofern nicht die Nullstellung
der KontaILctschleibe mit Bezug auf den Kontaktarm schon vorhanden war, nachgeführt.
Gleichzeitig wird um einen entsprechenden Betrag die ebenfalls mit ,dem Motor
30 gekuppelte Gangspind!e134d eines Rei,bradgetriieb,es, 34 verstellt und
daunit die Geschwindigkentder von der Reibrolle 34t auf ,die ReibtrOmmel 34, übertragenen
Bewegung geändert. Die Reibischeiibe 34a wird in üblicher Weise mit konstanter Geschwindigkeit,
z. B. mittels eines Elektromotors 34e, @geidreht. Nach der Neueinstellung ist die
Winkelgeschwindigkeit der Reibtrammel 34, wieder der Geschwindigkeit, mit der die
Geberbewegung bzw. die Änderung der Meßgröße erfolgt, an-,gepaßt. Die Reibtrommel
34, treibt über das Differentialgetriebe 35 und :die Kegelräder 36 den einzuis:tellenden
Gegenstand 37 an. Mit Hilfe ,gier vorbeschriebenen Teile werden also während der
Übertragungs- oder Meßp-ausen Momentanwerte gebildet, die nach der jeweils zuvor
ermittelten Ändierwnigsgeschwindi'igkeit der Meßigröße zu erwarten s ind.
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Nachdem geie, Neueinstellung ides. Reiibradgetriebes.34 beendet isst,
schließt der Nocken 38, ,gier zwecakmäßig mit dem bereits erwä'hnten Nocken 3 r
auf .der gleichen Welle, aber gegen ,ihn versetzt angeordnet ist, dien Schalter
39 ,im Stromkreis des mit der Kontaktscihei!be 26 gekuppelten Motors 40, woriaufhin
der Motor 40 die Kontaktscheibe 26 dein Kontaktarm 25 auf ,den Absolutausschlag
992
nadhführt. Gleichzeitig wird von -dem Motor 40 um edlen gleichen Betrag
über die Getriebeteile 41 und 42 :und das Differenti,aligetri,eb,e27 der Kontaktarm
28 zurückgestellt. Wird ein neuer Wert 99, dem Empfänger 21 zugeleitet
und
ist die Differenz JT" ebenso groß wie die vorhergehende Differenz drT2, hat also
der Sender bis zum Zeitpunkt t3 noch :die gleiche Geschwindigkeit wie im Zeitpunkt
t2 beibehalten, so führt die infolge der Übertragung des Wertes cp, eintretende
Verstellung des Kontaktarmes 28 nur dazu, daß er in die -N ullstellung mit Bezug
auf die Kontaktscheibe 29, d. h. zwischen die beiden auf der Kontaktscheibe2g befindlichenKontaktstücke,
gelangt. Beim Schließen des Schalters 33 mittels der Nochenschelbe 3i ist dann der
Stromkreis für den Motor 3o bei 28, 29 unterbrochen, so diaß die Geschwindigkeitseinstellung
an dem Reibradgetri.ebe 34 unverändert bleibt.
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Bei Anwendung eines Reibrad.getriebes können mit der Zeit infolgeReibungsschlupfes
erhebliche Fehler auftreten. Um derartige und andere Fehler zu unterdrücken, ist
folgend.e Anordnung getroffen. Mit dem eigentlichen Empfänger .2i ist ein Kontaktarm
43 verbunden, der auf der Kontaktscheibe 44 schleift, die ihrerseits mit dem einen
Seitenrad des Differentia.Igetriebes 3S gekuppelt ist. Infolgedessen wird die Kontaktscheibe
44 mit de 7r von der Reibtrommel 34, gelieferten Geschwindigkeit bewegt. Im Zeitpunkt
des Zeichenempfanges schaltet der Nocken 45, der mit den bereits erwähnten Nocken
31 und 38 aluf der gleichen Welle angeordnet sein kann, kurzzeitig den Schalter
46 im Stromkreis des Motors 47, der auf das eine Seitenrad des Differentialgetriebes
35 arbeitet. Sind Schlupffehler eingetreten, so besteht in dem Zeitpunkt, in welchem
der Schalter 46 geschlossen wird, Kontakt zwischen dem Kontaktare 43 und dem einen
oder anderen Kontaktstück der Kontaktscheibe 44, was zur Folge :hat, daß der Motor
.I7 im einen oder anderen Sinne eingeschaltet wird und die Kontaktscheibe 44 dem
Kontaktarm 43 nachdreht, womit zugleich eine entsprechende Be-Wegung auch auf den
einzustellenden Gegenstand 37 übertragen wird, womit der entstandene Schlupffehler
wieder beseitigt ist. Mit Hilfe der erwähnten Kontakteinrichtung werden zugleich
auch diejenigen Stellungsfehler beseitigt, die dadurch entstehen, daß sich. während
einer Übertragungspause die Änderungsgeschwindigkeit der leßgröße ändert.
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An Stelle der absatzweise arbeitenden Motoren 40, 30 und 47
können auch aus.rückbare Kupplungen, deren eine Seite ständig angetrieben wird,
«Verwendung finden. In gewissen i Fällen kann dadurch ein präziseres Arbeiten bedingt
sein. An Stelle des Rei.bradgetri.ebes kann auch ein Flüssigkeits- oder Leonardgetriebe
usw. Verwendung finden.
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Die erfindttngsgemäße Anordnung ermög= Licht es, die Sendepausen,
etwa um den Fern übeTtragungskanal, noch weitergehend für andere Kommandoz.vecke
freizuhalten, ohne Nachteil zu verbreitern. Um eine noch bessere Anpassung der dem
einzustellenden Gegenstand 27 am Empfangsort zugeführten Bewegung an die Bewegung
des Senders zu erreichen, können im Bedarfsfall auch noch die Beschleunigung oder
weitere Ableitungen der Geberbewegung durch "erarbeiten der Differenzen @rh2-J,f,
berücksichtigt werden. Dass gilt auch für die Ausführung nach Fig. 2. Gegebenenfalls
können auch Geschwindigkeits- und Beschleunigungssignale direkt übertragen werden.
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Die neue Einrichtung kann unter anderem auch. zur Überbrückung der@eläpaasen
einer Meßgröße benutzt werden, z. B. bei der Messung der Entfernung eines bewegten
Zieles. In derartigen Fällen kann z. B. die Einrichtung nach Fig.3 in der Weise
verwendet werden, daß, sofern die Einrichtung am 2vIeßort aufgestellt ist, an die
Stelle der E.mpfangseinriChtung 20 ein,- Handkurbel od. dgl. mit Skala tritt und
über diese Teile die gefundenen '-#-leß-,v erte eingedreht werden. Der obigen Beschreibung
der F!-. 3 liegt die Voraussetzung zugrunde, daß die Übertragung oder die sonstige
Zuleitung der Momentanwerte in regelmäßigen, d. h. in konstanten Zeitabständen erfolgt,
so daß die Differenzen d, usw. ein Maß für die Änderu ngsgesch@v inidigk eit der
Meßgröße sind. Sofern jedoch die Meß- oder Übertragungspausen unregelmäßig sind,
mühten an sich bekannte Mittel zur Division -der Differenz nacheinander zugeleiteter
Momentanwerte durch die zwischen den Zeitpunkten ihrer Zuleitung liegende Zeitspanne
vorgesehen werden.