DE977883C - - Google Patents

Description

wurden verhältnismäßig langsam über das Minenfeld geschleppt. Die Speisung erfolgt mit Gleichstrom. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Gleichstrom in bestimmten Zeitintervallen umzupolen, da die magnetischen Zünder häufig nicht nur auf die absolute Stärke des Magnetfeldes, sondern auch auf Änderungen des Feldes ansprechen. Die Umschaltung der Speiseströme erfordert besondere Einrichtungen, da es sich entweder um sehr große

ίο Stromstärken von Hunderten von Ampere handelt oder aber das Räumgerät eine große Selbstinduktion aufweist, wodurch bei Stromänderungen hohe Induktionsspannungen auftreten. Bekannt sind Gleichstromgeneratoren, deren Erregerfeld umgepolt wird, ferner Ouerfeldmaschinen mit zusätzlichen Erregerwicklungen, sogenannten Amplidynen. Vorgeschlagen ist ferner die Speisung mit Strömen wechselnder Richtung unter Benutzung gittergesteuerter Thyratrons. Auch die Anwendung von

»o Magnetverstärkern in Verbindung mit Gleichrichtern ist denkbar. Die bisherigen Bemühungen bei der Entwicklung der Räumgeräte waren vor allen Dingen darauf gerichtet, möglichst schnelle Änderungen des Speisestromes zu erzwingen, um damit

*5 magnetische Minen in weitem Umkreis auszulösen. Die mit den Magnetisierungsschleifen erzielte Schutzwirkung läßt eine entsprechende Verfeinerung der Technik der magnetischen Zündung voraussehen. Wenn aucn die von einem Schiff verursachte magnetische Störung ihrer Betrage nach durch die Entmagnetisierungischleife stark herabgesetzt wird, so bleibt doch eine _aewisse Reststörung übrig. Längs der Schiffsachse hat dieses Störfeld einen charakteristischen Verlauf mit positiven und negativen Werten der Feldstärke über bestimmte Strecken. Dabei spielt auch die Verteilung der Eisenmassen über die Schiffslänge eine Rolle. Dies eröffnet die Möglichkeit, eine Zündeinrichtung zu schaffen, die nicht einfach auf FeIdänderungen überhaupt, sondern nur auf einen bestimmten Verlauf der Störfeldstärke anspricht. Ein solcher Zünder hätte den weiteren Vorteil, nicht auf die bisher üblichen Räurneinrichtungeti anzusprechen.

♦5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Räumen magnetischer Minen zu schaffen, die einer fortschreitenden Entwicklung der Zündeinrichtungen Rechnung trägt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist in der Räumeinrichtung gemäß

$o der Erfindung ein Programmstcuergerät mit einer derartigen Steuerung des Speisestromes vorgesehen, daß der zeitliche Verlauf des in einem überfahrcneu Punkte erzeugten Feldes angenähert mit dem zeitlichen Verlauf der Änderung des Erdfeldes oder

•5 wesentlichen Teiles dieses Verlaufes bei der Überfahrt eines Schiffes, insbesondere eines durch sogenannten Eigenschutz entmagnetisierten Schiffes, übereinstimmt. Dadurch wird erreicht, daß die Speisestromstärke nach Kurven geregelt wird, die den wahren Feldstärkenverlauf, insbesondere für mit Eigenschutz versehene Schiffe, möglichst getreu wiedergeben. Je besser dies gelingt, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, mögliche Neuentwicklungen von magnetischen Zündern vorwegzunehmen. Um die Selbstinduktion des Räumgerätes zu berücksichtigen, wird man die zugefülme Spannung entsprechend der bei Stromänderungen auftretenden zusätzlichen induktiven Spannung von der gewünschten Kurve des Stromverlauf.s abweichend wählen. Der Verlauf der Stromkurve wild im wesentlichen stetig sein. Für bestimmte Zünderbauarten kann es sich unter Umständen als zulässig und vorteilhaft erweisen, in Wendepunkten den Maximalwert der Stromänderungsgeschwindigkeit zu vergrößern, um die Reichweite des Räumgerätes zu ei höhen. Da verschiedene Schiffstypen verschiedene Störfeldkurven erzeugen, ist es zweckmäßig, untereinander verschiedene Feldkurven nacheinander, gegebenenfalls mit teilweisen Wiederholungen, zu erzeugen, um Schiffsverbände vorzutäuschai, oder man wird mehrere Räumfahrten mit verschiedenen Feldkurven durchführen. Die Wahl der Feldkurven kann auch mit Rücksicht auf besonders wertvolle Schiffe, die das Minenfeld überfahren sollen, erfolgen.

Eine gute und schnelle Anpassung an den jeweiligen Feldverlauf läßt sich auf einfache Weise dadurch erreichen, daß das Programmsteuergerät einen auswechselbaren Programmgeber, z. B. eine Schablone oder einen Lochstreifen, besitzt, der den zeitlichen Verlauf der Spannung festlegt, die den Speisestrom des Solenoids oder einen diesen bestimmenden Strom, z. B. den Erregerstroni eines Generators, hervorruft.

Im allgemeinen wird man wegen der schon erwähnten Schwierigkeiten den Speisestrom nicht unmittelbar beeinflussen, sondern wird einen Generator mit veränderlicher Erregung, eine Amplidyne, einen Transduktor oder elektronisch; Schaltmittcl verwenden. Im letzteren Falle ist eine unmittelbar im Stromkreise des Räumgerätes wirkende Regelung nicht ausgeschlossen.

Besonders geeignet für den Zweck der Erfindung ist eine Einrichtung, bei der die veränderlicheGleichspannung aus einer Wechselspannung durch Gleichrichtung mittels gesteuerter Gasentladungsröhren erhalten wird, wobei das Programmstcuergerät den Anschnittwinkel, bei dem in jeder Wechsclspannungsperiode die Zündung der Röhren erfolgt, regelt. Durch Verstellung des Zündzeitpunktes, sei es durch Vertikalsteuerung mittels einer dem Gitter zugeführten zusätzlichen Gleichspannung oder durch Phasenverschiebung der Steuerspannung (Horizontalstcuerung), wie dies für Regelschaltungen aller Art bekannt ist, ist eine Steuerung von großer Anpasstingstähigket ermöglicht. Unter anderem kann dabei von der sogenannten Kreuzschaltung zweierThyratroiipaareGebrauch gemacht werden, um die Richtung der treibenden Spannung umzukehren, uo

An Stelle von Thyratrons können auch Ignitrons mit einer entsprechenden Zündschaltung vorgesehen werden.

Weiter ist Gegenstand der Erfindung eine Einrichtung, bei der der Speisestrom des eigentlichen Minenräumgerätes durch einen Folgeregler geregelt

wird, di-ssi-n Steumvm durch einen DifferenzbiUlner zwischen dein jeweiligen Speisestrom (Istwert) und dem durch einen leicht auswechselbaren uder veränderlichen Programmgeber gegebenen augenblicklichen Sollwert erzeugt wird und so auf die Einrichtung zur Veränderung des Speisestromes einwirkt, daß eine Angleichung zwischen Ist- und Sollwert- stattfindet. In dem Folgeregler kanu mit Hilfe einer Schablone od. dgl. eine veränderliche

to Spannung entsprechend dem gewünschten Strom-.-erlauf erzeugt und mit dem Spannungsabfall des Speisestromes der Räumeinrichtung an einem Widerstand verglichen werden. Durch die Differenz der Spannungen werden dann selbsttätig Schalt- bzw.

»5 Regel vorgänge ausgelöst, die eine Angleichung der beiden Spannungen zum Ziele haben. Eine solche Einrichtung erzeugt selbsttätig die zur Überwindung induktiver Spannungen erforderlichen Überspannungen. Sie kann ergänzt werden durch eine

ac Einrichtung zur Begrenzung de·- bei schnellen Siromänderungen auftretenden maximalen Leitungen.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.

»5 Abb. ι zeigt eine Strom- bzw. Feldkurve, wie sie bei einem hekannten Minenräumgerät benutzt

wurde. Die Speisung erfolgte mit einem Generator, 'essen Erregung umgeschaltet wurde, wobei in !leihe mit der Erregerwicklung ein großer Ballast-

widerstand lag. Wie man sieht, ist der Anstieg zum Trisitiven bzw. negativen Maximalwert verhältnismäßig langsam, was sich durch die große Induktivität des Räumgerätes erklärt. Durch Anwendung .■mer Überspannung hätte mau diesen Anstieg ver-

-teilen können. Die Periode betrug etwa 10 Sek.Ein Grund, den positiven oder negativen Teil der Welle verschieden lang zu machen oder verschiedene positive und negative Amplituden zu benutzen, bestand bei dem dei'zeitigen Stand der Zündtechnik nicht.

Wie schon erwähnt, bemühte man sich hauptsächlich, die Änderung.sgeschwindigkeit des Stromes bzw. der Feldstärke groß zu machen.

Abb. 2 zeigt den Verlauf des Störfeldes bzw. einer Störfeldkomponente für ein mit einer Entmagnetisierungssc.hleife versehenes Schilf. Die Räumeinrichtung nach der Erfindung ist geeignet, diesen oder ähii'ichc: Verläufe nachzuahmen. Wie man sieht, weist der Verlauf ke.' erlei Symmetrie auf Der Mittelwert der positiven und negativen Werte braucht nicht Null zu sein. Wenn die einzelne Störkurvt' auch keiner Periodizität erkennen läßt, so wird man das Räumgerät mit einer periodischen Aufeinanderfolge solcher Kurven betreiben. Die VViederkehrpcriodc kann unter Umständen verlängcrt werden, indem man dieselbe Kurve mit verschiedenen Graden der Aussteuerung wiederholt oder sie verschieden schnell ablaufen läßt. Auch kann man mehrere Kurven miteinander abwechseln lassen.

Es liegt auf der Hand, daß ein solcher Kurvenvcrlauf mit normalen Schaltcinrichtungen nicht erzielbar ist. Die mit Rücksicht auf die Anpassungsfähigkeit vorzusehenden Verstellmöglichkeiten würden die Hinrichtung zumindest recht kompliziert gestalten. Hs ist daher eine mehr oder weniger stetig arbeitende Regeleinrichtung vorzusehen, d. h. eine Steuerung mittels Lochstreifen, leicht auszuschneidender Schablonen oder ähnlicher, für dieSteuerung von Werkzeugmaschinen an sich bekannter Hilfsmittel. 7a

AbI). 3, 4 und 5 zeigen als Ausführungsbeispiel eine Schaltung, bei der der Erregerstrom eines Generators durch gittergesteuerte Gasentladungsröhren geregelt wird, die ihrerseits mittels einer auswechselbaren Schablone nach einem vorgegebeneu Programm gesteuert werden. Die Schaltung enthält zwei Gleichrichtersysteme, die aus dem Drehstromnetz RST über den Transformator 1 gespeist werden. Zu dem einen Gleichrichtersystem gehören die Thyratronröhren 2, 3, 4 und zu dem anderen die Thyratrons 5, 6, 7. Beide Gleichrichtersysteme sind gegensinnig parallel geschaltet und liefern an die Klemmen 9 die äir die Erregung des Generators 10 erforderliche Gleichstromleistung, die in ihrer Spannung und Polarität programmgemäß variiert. Der Polaritätswechsel wird durch die Anti-Parallelschaltung beider Gleichrichtersysteme ermöglicht, wobei jedem Gleichrichtersystem nur eine Stromflußrichtung zukommt. Durch abwechselndes öffnen vermittels der Steuergitter des einen oder anderen Gleichrichtersystems wird die Polarität gewechselt. Der Widerstand S mit Mittelanzapfung dient zur Verkleinerung der elektrischen Zeitkonstante des Erregerstromkreises, so daß dessen Selbstinduktion nicht besonders berücksichtigt zu werden braucht. Die Teilung des Widerstandes 8 in zwei Hälften durch die Mittelanzapfung ist vorteilhaft, weil hierdurch ein Kurzschluß dann vermieden wird, wenn ungewollt bei ie Glcichriehtersysteme gleichzeitig stromdurchlässig sind. Die Steuerung der Gleichrichtersysteme zur Erzielung des programmgemäßen Strom Verlaufs erfolgt von totaler Sperrung bis zur vollkommenen öffnung mittels Steuergitter ir bis 13 und 14 bis 16. Der Öffnungsgrad ist für die drei Steuergitter eines Gleichrichtersystems jeweils gleich groß. Die hier dargestellte Schaltung der Steuergitter arbeitet nach dem Prinzip der Vertikalsteucrung. Hierbei liegt zwischen Steuergitter und Kathode eines jeden Thyratrons eine Reihenschaltung aus einer festen Wechselspannung und einer in Höhe und Polarität veränderlichen Gleichspannung. Die Gitttrwechselspannung eilt in ihrer Phasenlage der Anodenspannung des zugehörigen Thyratrons beständig um 90⁰ nach. Für die drei Thyratrons Jedes Gleichrichtersystems ist daher ein GHtcrwechselsppiinungssystem erforderlich, das dem Anodcnspannungv systcm um 90⁰ nacheilt. Diese Gitterwcchselspannungssysteme werden durch die Schaltungsteile 17 und 18 erzeugt. Die mit den Gitterwechselspannungen in Reihe liegende Gittergleichspannung wird dem Verstärker 19 für das eint Glcichrichtersystetn und dem Verstärker 20 für das andere Gleichrichtersystcm entrommen. Die Hilfsgleichrichterschaltungen 21, 22 erzeugen in den zugehörigen Widerstän- U5 den 23 und 24 eine bestimmte Vorspannung zur

Anhebung des Kathoden-Potentials jedes Gleichrichtersystems. Hierdurch ist es möglich, durch Veränderung der Vcrstärkerspaiinungen von ο bis auf einen Höchstwert die Polarität der Gittervor-S spannung für jedes Gleichrichtersystem zwischen einem negativen und einem positiven Höchstwert zu verändern, wobei sich gleichlaufend der Offnungsgrad der Gleichrichtersysteme von voller Sperrung bis zu voller öffnung über alle gewünschten Zwischenwürte stufenlos ändert, so daß hierdurch die Gleichstromleistung für die Erregung des Generators io und damit das Feld des Solenoids beliebig variiert werden kann.

Das gewünschte Programm ist auf einem endlosen durchsichtigen Filmstreifen durch teilweises Abdecken mit schwarzer Farbe aufgezeichnet. Die durchsichtig gebliebenen Flächen auf der einen Seite der Mittellinie des Streifens entsprechen positiven Speisespannungen, die auf der anderen

λο Seite negativen. Der am Rande perforierte Streifen läuft über Rollen 26, 27, von denen die erste durch einen Motor 28 gleichmäßig angetrieben wird. Auf der Unterseite des Streifens sind zwei Glühlampen 29 angeordnet und darüber eine Blende 30 mit

as zwei Spalten 31, 32, weiter zwei Linsen 33 und zwei Photozellen 34, 35, die an den Eingängen der Verstärker 19, 20 liegen. Beim Umlauf des Filmstreifens verändern sich die auf die Photozellen treffenden Lichtströme, und an den Ausgängen der Verstärker entstehen Spannungen, die der Breite der hellen Teile des Filmstreifens proportional sind.

Durch Veränderung der Drehzahl des Motors 28

läßt sich die Ablaufgeschwindigkeit des Programms beliebig variieren. Das zur Erzeugung des Räumfeldes dienende Solenoid kann auch unmittelbar von den Thyratrons gespeist werden. Ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen optischen Schablone ist darin zu sehen, daß sie leicht und schnell hergestellt und gegen eine andere ausgetauscht werden kann.

Beim Aufzeichnen der Programmkurve ist es leicht möglich, die Selbstinduktion und Hysteresis der zu speisenden Solenoide durch diese kompensierende Abweichungen der Speisespannung von der Kurve des gewünschten Feldverlaufs zu berücksichtigen.

Auch ein mit einer magnetischen Schicht versehenes umlaufendes Rand kann in bekannter Weise zur Erzeugung von Steuerspannungen mit einem gewünschten zeitlichen Verlauf dienen. Solche Spannungen können weiter mit einem Potentiometer in Form einer Walze, auf deren Mantelfläche in engen Windungen ein Widerstandsdraht aufgewickelt ist, erhalten werden. Eine zweite Walze aus Isoliermaterial mit paralleler Achse trägt auf ihrem Umfang einen \-orspringenden. in sich geschlossenen.

£treifentörmigen_; entsprechend der gewünschten Steuerspannung geführten Leiter, der dauernd mit einem Punkt der Potentiometerwalze Kontakt nacht. Wenn sich beide Walzen drehen, wandert dieser Punkt in Axialrichtung hin und her. so daß eine gesetzmäßig veränderliche Spannung abgegriffen wird.

Mit Hilfe von Xockenscheiben oder Lochschablonen könnte schließlich unter Zwischenschaltung von Relais der Aussteuerungsgrad der Gleichrichter stufenweise verändert werden. Zur Kontrolle empfiehlt es sich, den Speisestrom des Solenoids während der Räumfahrt zu registrieren, gegebenenfalls auf einem proportional der Fahrtgeschwindigkeit des Räumbootes fortbewegten Aufzeichnungsstreifens.

Auf die Möglichkeit, besonders charakteristische Teile des von einem Schiff erzeugten Feldverlaufs, die als Bestandteile eine die Minenzündung auslösenden Signalfolge in Betracht kommen, übertreibend wiederzugeben, ist bereits hingewiesen.

Auch wenn mit zwei oder mehr Solenoidesi arbeitende Räumverfahren angewendet werden, um zwei unabhängig veränderliche Feldkomponenten oder ein richtungsveränderliches Feld zu erzeugen, kann die Einrichtung nach der Erfindung sinngemäß An- 8n Wendung finden.

Eine Einrichtung nach der Erfindung kann auch zur Steuerung von in bestimmtem Rhythmus arbeitenden, das Schraubengeräusch von Schiffen nachahmenden Geräuscherzeugern dienen. Solche Geraucherzeuger werden in Verbindung mit magnetischen Raumgeräten benutzt. Auch hier kommt es darauf an, der. natürlichen Rhythmus gegebenenfalls verschiedener Schiffstypen und für verschiedene Fahrtgeschwindigkeiten möglichst genau nachzuahmen, wofür die Schablonensteuerung durch ihre Anpassungsfähigkeit hervorragend geeignet ist.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zum Räumen magnetischer Minen mittels eines stromdurchflossenen Solenoids od. dgl., dessen Speisestrom zeitlich veränderlich ist, gekennzeichnet durch ein Programmsteuergerät für eine derartige Steuerung des Speisestromes, daß der zeitliche Verlauf des in einem überfahrenen Punkte erzeugten Feldes angenähert mit dem zeitlichen Verlauf der Änderung des Erdfeldes oder wesentlichen Teilen dieses Verlaufes bei der Überfahrt eines Schiffes, insbesondere eines durch sogenannten Eigenschutz entmagnetisierten Schiffes, übereinstimmt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Programmstcuergerät einen auswechselbaren Programmgeber, z. B. eine Schablone oder einen Lochstreifen, besitzt, der den zeitlichen Verlauf der Spannung festlegt, die den Speisestrom des Solenoids oder einen diesen bestimmenden Strom, z. B. den Erregerstrom eines Generators, hervorruft.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Gleichspannung aus einer Wechselspannung durch Gleichrichtung mittels gesteuerter Gasentladungsröhren erhalten wird, wobei das Programmsteuergerät den Anschnittwinkel, bei dem in jeder Wechsel spannungspericde die Zündung der Röhren erfolgt, regelt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisestrom des Minen- 12··, räumgerätes durch einen Folgeregler geregelt

?0 -16

wird, dessen Steuerwert durch einen Difrerenzbildner zwischen dem jeweiligen Speisestrom (Istwert) und dem durcli einen leicht auswechselbaren oder veränderlichen I'rogratnmgeber gegebenen augenblicklichen Sollwert erzeugt wird -nd so auf die Einrichtung zur Veränderung des Speisestromes einwirkt, daß eine Angleichung zwischen Ist- und Sollwert stattfindet.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur fortlaufenden Aufzeichnung der Gröfle des Speisestromeil des Solenoids od.dgl. auf einem Schreibstreifen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 687/1 2.

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