DE683984C - Nach der Kompensationsmethode arbeitende Nachsteuereinrichtung fuer Fahrtmesser und aehnliche Messgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachsteuervorrichtung für nach der Kompensationsmethode arbeitende Fahrtmesser und ähnliche Meßgeräte. Das Wesen der Kompensationsmethode besteht bekanntlich darin, daß die eigentliche Meßgröße durch die entgegengesetzt wirkende Kraft eines Servomotors ausgeglichen wird und diese Kompensationskraft als Maß für die gesuchte Größe dient.

xo Es ist bereits bekannt, die Nachsteuerung des Verstellmotors über Kontakte erfolgen zu lassen, die von der eigentlichen Meßgröße geöffnet und geschlossen werden. Um Störungen durch Funkenbildung an den Kontakten in erträglichen Grenzen zu halten, müssen die Kontaktflächen mit verhältnismäßig viel Luft ausgeführt wenden. Der Abstand der Kontaktflächen ist aber ein direktes Maß für die Empfindlichkeit dier Meßeinrichtung, so

ao daß derartige Nachsteuereinrichtungen den Mangel ungenügender Empfindlichkeit aufweisen. Weiter sind nachteilig häufig auftretende Betriebsstörungen infolge Verschmorene der Kontaktfläche und die Schwie-

»5 rigkeit des Abdichtens einer Kontakteinrichtung gegen Seewasser bei der Anwendung im Schiffahrtsbetriebe.

Es ist ferner eine Einrichtung zur Fernübertragung der Anzeigewerte von selbsttätigen Kompensationsmeßgeräten bekanntgeworden, bei der die auf der Welle eines feststehenden Servomotors sitzende, zu einem doppelseitigen Reibungsgetriebe gehörende Antriebsscheibe mit der rechten ader linken Reibscheibe durch periodisches Niederdrücken des Zeigers des Meßgerätes unter Mitwirkung einer von der Servomotorwelle mitbewegten Wippe gekuppelt wird. Infolge des periodischen Einschaltens des Servomotors ergibt „.sich' hierbei der Nachteil der ruckweisen Kompensation der Meßgröße. Die Kupplung zwischen Antriebsscheibe und der doppelseitigen Gegenscheibe wird dadurch ermöglicht, daß letztere mittels Nut und Feder auf einer Welle axial verschiebbar gelagert ist. Bei der Verschiebung der doppelseitigen Reibscheibe sind daher erhebliche Reibungskräfte zu überwinden. Von entscheidender Bedeutung ist aber die bei einer solchen Anordnung vorhandene Klemmgefahr, die leicht einen Bruch herbeiführen kann.

Die den bekannten Einrichtungen anhaftenden Mängel werden bei einer nach der Kompensationsmethode arbeitenden Nachsteuer-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

August Meyer in Berlin-Marienfelde.

einrichtung für Fahrtmesser und ähnliche Meßgeräte, bei der die Einstellung der Kompensationskraft über ein doppeltes Reibradgetriebe erfolgt, erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der Servomotor für den Antrieb der Antriebsscheibe des Reibradgetriebes,: unmittelbar auf einem unter der Einwirkung der eigentlichen Meßkraft stehenden Steuerhebel angeordnet ist.

ίο Die erfindungsgemäße Nachsteuereinrichtung zeichnet sich infolge Aufstellung des Servomotors auf dem als Schwinghebel ausgebildeten Steuerhebel durch große bauliche Einfachheit aus. Überdies ist die Anordnung auch getriebeseitig in ihrem Aufbau sehr einfach, da die Reibscheiben des doppelseitigen Reibungsgetriebes ohne Zwischenschaltung weiterer Triebelemente direkt von dem Motor angetrieben werden. Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist darin zu sehen, daß der Spielraum zwischen dem Antriebsreibrad und den Gegenscheiben in der Kompensationsstellung sehr gering, z. B. Y₁₀ mm, gehalten werden kann, so daß hierdurch eine große Empfindlichkeit des Gerätes gegeben ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Als Auisführungbeispiel ist ein Fahrtmesser gewählt worden, bei dem die Fahrtgeschwindigkeit durch Messung des dynamischen Druckes mittels eines Pitotrdhres bestimmt wird. Die eigentliche Meßgröße ist also der dynamische Druck der Wasserströmung, aus dem die Schiffsgeschwindigkeit abgeleitet wird.

Auf einen im Punkt A drehbar gelagerten Steuerhebel 1 wirken Federrohrmembranen 2 und 3 eines Differenzmanometers. Die Membranen sind durch Leitungen derart mit einem (nicht gezeichneten) Pitotrohr verbunden, daß auf die Membran 2 der statische Druck des Wassers, auf die Membran 3 der Gesamtdruck (statischer und dynamischer Druck) wirkt. Es ergibt sich eine dem dynamischen Druck verhältnisgleiche Kraft, die im Punkte B angreift und den Hebel 1 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen sucht. DJe Kompensation dieser Kraft erfolgt durch zwei Zugfedern 4 und 5 gleicher Spannkraft, die beide im Punkte C des Hebels angreifen. Die Feder 4 ist mit ihrem anderen Ende am Gehäuse, der Schiffswand o. dgl. befestigt; die Feder 5 ist in einem um C schwenkbaren Arm 6 untergebracht. Mittels eines Zahnradsegmentes 7 und Ritzels 8 kann der Arm 6 vom Kompensationsantrieb verstellt werden· Dabei bewegt er sich längs einer Führung 7_a, die den Federdruck aufnimmt. Aus der gemeinsamen Wirkung der beiden Federn resultiert eine in C angreifende Kraft, deren Größe von dem Winkelausschlag α der drehbaren Feder 5 abhängt, und die den Hebel 1 im Sinne des Uhrzeigers zu drehen sucht. Der ■Dreharm 6 und mit ihm die Feder 5 müssen yon der Nachsteuervorrichtung so lange verstellt werden, bis die beiden auf den Hebel 1 wirkenden Drehmomente einander gleich sind. Alsdann befindet sich der Hebel 1 in seiner (gezeichneten) Mittenstellung, das ist die Kompensationsstellung. DerWinkelausschlag α ist dann ein Maß für den dynamischen Druck und damit auch für die zugehörige Schiffsgeschwindigkeit. Die beschriebene Kompensationsvorrichtung hat die Eigenschaft, daß sich trotz des quadratisch ansteigenden dynamischen Druckes eine lineare Skala für die Schiffsgeschwindigkeit ergibt. Für die Erfindung ist dies jedoch belanglos.

Die Nachsteuerung der Kompensationskraft erfolgt gemäß der Erfindung durch einen Motor über ein Reibscheibengetriebe. Zu diesem Zwecke ist der Steuerhebel 1 über den Punkt C hinaus nach oben verlängert. Auf dieser Verlängerumg ist ein Motor 9 angeordnet, der auf seiner Welle eine Reibscheibe 10 trägt. Die Reibscheibe 10 bewegt sich vor zwei Gegenscheiben 11 und 12, die auf einer gemeinsamen Welle 13 angeordnet sind. In der gezeichneten Kompensationsstellung bewegt sich das Antriebsrad 10 mit geringem Spiel vor den beiden Gegenscheiben 11 und 12, so daß die Welle 13 in Ruhe ist. Die Vorrichtung wird so eingestellt, daß bei ruhendem Schiff der Winkelausschlag α des Dreharmes 6 Null beträgt und der Hebel 1 sich in seiner Mittenstellung (Kompensationsstellung) befindet. Die Federn 5 und 6 sind dann genau entgegengesetzt gerichtet. Dynamischer Druck und Kompensationsdruck sind beide gleich Null, die Welle 13 des Kompensationsantriebes ist in Ruhe. Setzt sich das Schiff in Bewegung, so ruft der entstehende dynamische Druck eine Kraft hervor, die den Steuerhebel 1 nach links dreht und dadurch das Antriebsreibrad 10 mit dem Gegen raid 12 kuppelt. Über die Welle 13 und ein Antriebsgestänge 14, das auf das Ritzel 8 einwirkt, wind der Schwenkarm 6 um einen solchen Winkel « nach unten gedreht, daß die dadurch hervorgerufene Kompensationskraft der Meßkraft des dynamischen Druckes das Gleichgewicht hält. Nach erfolgter Kompensation befindet sich der Steuerhebel 1 wieder in der Mittenstellung, so daß die Kupplung zwischen den Reibrädern 10 und 12 unterbrochen ist und keine weitere Verstellung des Dreharmes 6 erfolgt, dessen Stellung jetzt ein Maß für die Schiffsgeschwindigkeit ist. Steigert lao sich die Schiffsgeschwindigkeit, so nimmt auch der dvnamische Druck zu. Die von dem

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dynamischen Druck hervorgerufene Meßkraft vergrößert sich, der Steuerhebel ι wird wiederum aus seiner Mittenstellung nach links verstellt und der Schwenkarm 6 um die entsprechende Stellung gedreht.

Bei abnehmender Schiffsgeschwindigkeit geht der dynamische Druck zurück, und' die von den Federn 4 und 5 hervorgerufene Kompensationskraft wird größer als die Meßkraft des dynamischen Druckes. Der Hebel 1 wird jetzt nach rechts gedreht und das Reibrad 10 mit dem Gegenrad 11 gekuppelt, wodurch die Welle 13 jetzt in entgegengesetztem Sinne angetrieben wird. Der Dreharm 6 wird also nach oben verstellt, und zwar so lange, bis der Ausgleich erfolgt ist. Der Winkelausschlag α ist dann wiederum ein Maß für den dynamischen Druck bzw. für die Schiffsgeschwindigkeit.

Man kann auf dem Dreharm 6 einen Zeiger anordnen, der sich vor einer kreisförmigen Skala bewegt, an der man dann unmittelbar den Winkelausschlag ablesen kann. Natürlich kann man die Skala auch direkt in Seemeilen eichen. In dem Beispiel der Figur ist jedoch eine Anzeigevorrichtung dargestellt, deren Zeiger von der Welle 13 über ein Kegelradgetriebe I4_a angetrieben wird. Man sieht die Skala 15, über der der Zeiger 16 spielt. Es besteht auch keine Schwierigkeit, die Anzeigevorrichtung als Geber für eine elektrische Fernübertragungseinrichtung auszubilden.

Es könnte den Anschein haben, als ob die erfindungsgemäße Einrichtung verhältnismäßig große Verstellkräfte des Meßgerätes zur Voraussetzung hat. Es ist jedoch zu bedenken, daß die Verstellkraft nur die Lager-" reibung des Steuerhebels 1 zu überwinden und den Anpressungsdruck der Antriebsscheibe 10 zu liefern hat. Weiterhin kann die Übersetzung zwischen der Welle 13 und dem Zahnradsegment 7 so groß gewählt werden, daß nur ein kleines Drehmoment, also auch nur ein kleiner Antriebsmotor für die Nullkompensation erforderlich ist. Es versteht sich, daß die Erfindung demgemäß bei allen Meßgeräten nach der Kompensationsmethode anwendbar ist, wo Verstellkräfte der gleichen Größenordnung wie bei dem beschriebenen Beispiel des Fahrtmessers verfügbar sind. An eine Verwendung für Galvanometer oder ähnliche Feinmeßgeräte ist dagegen nicht gedacht.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Nach der Kompensationsmethode arbeitende Nachsteuereinrichtung für Fahrtmesser und ähnliche Meßgeräte, bei der die Einstellung der Kompensationskraft über ein doppelseitiges Reibradgetriebe erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor (9) für den Antrieb der Antriebsscheibe (10) des Reibradgetriebes unmittelbar auf einem unter der Einwirkung der eigentlichen Meßkraft stehenden -65 Steuerhebel (1) angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen