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Elektrische Nachdrehvorrichtung mit einem in seiner Drehrichtung umsteuerbaren
Nachdrehmotor Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Nachdrehvorrichtung
mit einem in seiner Drehrichtung umsteuerbaren Nachdrehmotor, bei der die zur Umsteuerung
.des Nachdrehmotors dienenden, einander nachdrehbaren Schaltglieder aus einem .drehbaren
Schaltelement, welches als Schaltstufen zur Umsteuerung des Motors wirkende leitende
und nichtleitende Ringteile besitzt und aus einem koaxial zu diesem Schaltelement
drehbaren Schaltglied zur Abtastung der leitenden und nichtleitenden Ringteile besteht.
Bekannte Einrichtungen der vorgenannten Art besitzen zur Umsteuerung des Motors
drei Schaltstufen, die durch zwei durch eine isolierende Totzone unterbrochene kreisbogenförmige,
leitende Ringteile gebildet werden, wobei sich die drei Schaltstufen nur über einen
begrenzten Winkelbereich erstrecken. Hierbei wird der Motor in -der einen Drehrichtung
eingeschaltet, je nachdem welcher der leitenden Ringteiledurch das Schaltglied in
den Steuerkreis des Motors eingeschaltet wird, während der Motor stillgesetzt ist,
wenn das Schaltglied über der isolierenden Totzone steht.
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Um den Steuerungsbereich des Motors zu vergrößern, hat man auch schon
.die leitenden Ringteile als halbkreisförmige, durch zwei diametrale Totzonen voneinander
isolierte Kontaktbahnen ausgebildet, derart, daß ein in sich geschlossener Schaltring
entsteht. Die mit Totzonen arbeitenden Einrichtungen haben die Eigenschaft, daß
die Genauigkeit der Motorsteuerung durch die Breite der Totzonen beeinträchtigt
wird, während bei den Anordnungen, welche einen in sch geschlossenen Schaltring
besitzen, eine Zweideutigkeit der Stellungsabtastung des Schaltringes durch das
Vorhandensein der beiden diametralen Totzonen auftreten kann. Dies macht sich
besonders
dann unangenehm bemerkbar, wenn die Einrichtung zur Fernübertragung von Winkelwerten
dient.
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Es ist weiterhin bekannt, einen in sich geschlossenen Schaltring,
der aus einem einz_-gen leitenden und einem einzigen nichtleitenden Ringteil besteht,
lediglich zur Ein- und Ausschaltung eines Nachdrehmotors. zu benutzen, wobei der
leitende Ringteil die Einschaltung und der nichtleitende Ringteil die Ausschaltung
des Motors übernimmt. Zur Abtastung es Schaltringes ist es bei :den vorgenannten
Einrichtungen schließlich bekanntgeworden, einen einz'_gen, relativ zum Schaltring
drehbaren Gegenkontakt zu benutzen.
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Um eine eindeutige Stellungsabtastung eines primär beweglichen Organs
zu ermöglichen, geht die Erfindung von einer an sich bekannten Nachdreheinrichtung
mit einem in seiner Drehrichtung umsteuerbaren Nachdrehmotor aus, bei der die zur
Umsteuerung des Nachdrehmotors dienenden, einander nachdrehbaren Schaltglieder aus
einem in sich geschlossenen drehbaren Schaltring, welcher als Schaltstufen zur Umsteuerung
des Motors wirkende, leitende und nichtleitende Ringteile besitzt und aus einem
koaxial zum Schaltring drehbaren einzigen Gegenkontakt bestehen. Erfindungsgemäß
wird bei einer derartigen Einrichtung der Schaltring aus je einem einzigen leitenden
und je einem einzigen nichtleitenden Ringteil zusammengesetzt und ein die Drehrichtung
des Nachdrehmotors beeinflussendes Relais derart an den leitenden Teil des Schaltrings
und an den Gegenkontakt angeschlossen, daß der Motor umgesteuert wird, je nachdem
ob der leitende oder nichtleitende Teil des Schaltrings mit dem Gegenkontakt in
Berührung kommt und daher das Relais unter Spannung gesetzt wird oder nicht. Wie
später noch auseinandergesetzt werden wird, hat eine derartige Einrichtung die Eigenschaft,
daß der Gegenkontakt immer nur einer einzigen Grenzlinie zwischen dem leitenden
und nichtleitenden Schaltringteil nachgesteuert wird bzw. umgekehrt und daß die
Genauigkeit der Motorsteuerung nicht durch die Breite des Gegenkontakts beeinträchtigt
wird. Die für die Stellungsabtastung nachteiligen Totzonen sind bei der Anordnung
gemäß der Erfindung völlig vermieden. Weitere Einzelheiten gehen aus den in den
Abbildungen schematisch dargestellten Ausführungsbeisp?elen hervor.
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Abb. r und 2 zeigen einen Geber für eine Nachsteuereinrichtung mit
zwei als Schleifkontakte ausgebildeten leitenden Flüssigkeitsfäden, von denen der
eine als Zuleitungskontakt, der andere als Gegenkontakt dient. Die Kompaßrose
3 1 ist in üblicher Weise auf der Nadel 32 gelagert, die auf dem hohlen Nadelträger
33 befestigt ist. Die Rose ist mit einem kugeligen Mantel versehen, .dessen Mittelpunkt
der Auflagestelle der Nadel 32 entspricht. Seitlich an einander gegenüberliegenden
Stellen sind die Düsen 3:a. und 35 angeordnet, die je einen feinen Quecksilberfaden
gegen den kugeligen Mantel der Rose führen.
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Die Rose ist isoliert aufgehangen. Der eine Kontaktpol wird über den
Quecksilberfaden der Düse 3.4 angelegt. Die Rose ist an der kugeligen Mantelfläche
zu einem Teil leitend ausgeführt, zum anderen Teil isol?erend. Die Abb. 2 zeigt
die Rose von oben gesehen. Der schraffierte Teil stellt die isolierte Seite dar,
die etwas kürzer ist als .die leitende, damit, wenn d?e als Gegenkontakt dienende
Abtastdüse 35 der Grenzfläche, der sie sich immer nachsteuert, benachbart ist, die
als Zuleitung zur Rose dienende Düse 3.4 sich stets dem leitenden Teil gegenüber
befindet.
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Die beiden Düsen sind starr mite_nander verbunden und um eine vertikale
Achse drehbar angeordnet.
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Die Richtung der leitenden Fäden ist so eingestellt, daß sie, verlängert
gedacht, den Mittelpunkt des kugeligen Mantels der Rose treffen würde. Hierdurch
wird erreicht, daß der Rosenmantel unabhängig von einer Änderung seiner Neigung
von den leitenden Fäden stets senkrecht getroffen wird, so daß kein Drehmoment auf
ihn zur Einwirkung kommen kann.- Man kann aber auch, wie gestrichelt dargestellt,
die Quecksilberfäden angenähert in Richtung einer Tangente zu dem kugeligen Mantel
der Rose leiten, um ein Spritzen .des Quecksilbers zu vermeiden. Dabei wird die
Anordnung zweckmäßigerweise so getroffen, daß die durch die Berührungspunkte der
leitenden Fäden mit dem kugeligen Mantel gelegte Ebene durch den Aufhängepunkt des
kugeligen Mantels geht, damit bei Neigungen des Mantels auf diesen kein Drehmoment
ausgeübt werden kann. Die Düsen werden um die vertikale Achse des Systems durch
einen Reversiermotor so gedreht, daß der Quecksilberfaden der Düse 35 unmittelbar
links oder rechts der Grenzlinie vom leitenden und isolierenden Mantelteil auftrifft.
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Die Schaltung für den Motor und eine Relaisanordnung ist in Abb.2
schematisch dargestellt. 36 und 37 sind die Feldwicklungen des Motors. Ist die Wicklung
37 erregt, so läuft der Motor in einer Drehrichtung, welche die Düsen rechtsherum
dreht, ist die Wicklung 36 erregt, so werden diese linksherum geführt.
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Die Wicklungen 36 und 37 werden wahlweise durch das Relais 38 eingeschaltet.
In der gezeichneten Stellung trifft der Abtastfaden auf die Isolation, so daß das
Relais 38 stromlos ist und über den Ruhekontakt 39 die
Spule 37
unter Strom hält. Hierdurch werden' die Düsen rechtsherum geführt, bis der Abtastfaden
auf den leitenden Teil kommt. In diesem Augenblick wird das Relais 38 erregt, und
dieses schaltet auf den Arbeitskontakt 40 um, so daß nun an Stelle der Motorwicklung
37 die Motorwicklung 36 eingeschaltet wird und der Motor die Düsen wieder linksherum
bewegt. Es findet somit ein dauUndes Pendeln des als Gegenkontakt dienenden leitenden
Abtastfadens um die Grenzlinie auf .dem kugeligen Rosenmantel statt. Da für das
Ansprechen .des Relais der Augenblick maßgebend ist, in welchem der Gegenkontakt
mit der leitenden Fläche in Berührung kommt, ist es für die Genauigkeit der Nachsteuerung
des Motors ohne Nachteil, wenn der Gegenkontakt breiter ist als die Grenzlinie zwischen
leitendem und nichtleitendem Ringteil. Die Mittellage, um die der Gegenkontakt pendelt;
ist stets eindeutig -.durch die Stellung gegeben, in welcher die dem leitenden Teil
,des Schaltrings zugekehrte Seite des Gegenkontaktes der Grenzlinie gegenübersteht.
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Die Drehung des Nachfolgemotors wird in bekannter Weise beispielsweise
durch Kontakte nach einem Schrittschaltwerk fernübertragen.
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In Abb. r ist ferner der übrige Aufbaugezeigt. Die Düsen 34 und 35
stehen über die Rohre 41 und 422 mit den motorgetriebenen Zahnradpumpen 43 und 44
in Verbindung, welche Quecksilber aus getrennten, elektrisch voneinander isolierten
Sammelgefäßen am Grund des Kompaßgehäuses 45 aufnehmen und nach den Düsen fördern.
Durch die Leitbleche 51 und 52 wird dafür gesorgt, daß das herabfallende
Quecksilber in das Sammelbecken kommt, aus dem es gefördert wurde.
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Die Zahnradpumpen 43 und 44 mit ihren Motoren sind auf der Platte
45 montiert, die um die Achse 33 drehbar ist. Die Pumpenmotore erhalten ihre Stromzuführung
über .die Schleifringe 46.
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Auf der Platte 45 ist ferner der Nachfolgemotor 6o montiert, auf dessen
Wellenstumpf ein Zahnrad 57 angebracht ist, welches mit dem fest auf dem Teil 33
sitzenden Zahnrad 48 kämmt, wodurch die Drehung der Platte mit Pumpen und Düsen
hervorgerufen wird. Dieser Motor steht über die Schleifringe 59 mit den durch die
hohle Achse 33 laufenden Zuleitungen in Verbindung. Über weitere Schleifringe 50
wird die Verbindung mit der nichtgezeichneten Kontakteinrichtung für die Fernübertragung
hergestellt.
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Die auf der Platte 45 montierten Teile sind durch eine Haube 61 besonders
geschützt. Das Innere .des Kompaßgehäuses wird vorteilhaft mit einer der üblichen,
aber nicht stromleitenden Flüssigkeiten gefüllt. An Stelle der Flüssigkeitsfüllung
kann auch eine Füllung mit einem neutralen Gas treten, um die Oxydation des Quecksilbers
zu verhindern.
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Zur Reinhaltung des Quecksilbers sind die Filter 53 und 54 vorgeschaltet.
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Der leitende Teil des kugeligen Rosenmantels wird zweckmäßig aus einem
Chrom nickelstahl hergestellt, der einmal urimagnetisch ist und zum anderen eine
gute Kontaktfläche ergibt.
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Die Stromzuführung zum kugeligen Rosenmantel kann natürlich auch über
die Nadelaufhängung erfolgen, wobei der Stein stromleitend durch einen .die Nadel
umgebenden Quecksilbertropfen überbrückt werden kann.
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Man kann auch den Magneten selbst als Gegenkontakt ausbilden und ihn
zu diesem Zweck ähnlich der Ausbildung der Kompaßrose mit kugeligen, als Gegenkontakt
wirkenden Flächen versehen.
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Zur Synchronisation von Kompaß und Empfänger und zur Kontrolle kann
eine Vorrichtung vorgesehen sein, welche die Rose vorübergehend in eine Nullstellung
bringt. Außer mechanischen Vorrichtungen ist hierzu eine Vorrichtung vorteilhaft
anwendbar, bei welcher vorübergehend auf die Rose ein kräftiges, künstliches Magnetfeld
zur Einwirkung gebracht werden kann, welches die Rose in die Nullstellung bringt.