DE2337895B2 - Windrose - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine mittels Windfahne eines Windrichtungsgebers steuerbare Windrose mit Windrichtungsanzeige, bei der der Windrichtungsanzeiger der Windrose mit dem Windrichtungsgeber über eine elektrische Steuereinrichtung verbunden ist.

Die Übertragung der Windrichtung von einer Windfahne auf ein elektrisches Meßinstrument ist bekannt. Die Zeiger derartiger Meßgeräte können sich jedoch nicht über 360° oder mehr bewegen, ohne an einer Stelle zurückzuspringen. Weiterh'n fehlen die gleichzeitige Anzeige der Himmelsrichtungen neben der Anzeige der Windrichtung sowie die Möglichkeit der Verwendung an einer senkrechten Wand oder auch auf beweglichen Objekten.

Ferner ist eine elektrische Sieuereinrichtung bekanntgeworden, bei der die Anzeige mittels eines Drehfeldsystems erfolgt (GB-PS 12 90 331). Die Kontinuität der Anzeige bei derartigen Drehfeldsystemen ist im Vergleich zu einer schrittweisen Anzeige von derart geringem Vorteil, daß sie den Nachteil von Drehfeldsystemen nicht zu überwiegen vermag.

Bei Geräten, die nur im Augenblick des Ablesens eingeschaltet werden, ist eine kontinuierliche Drehbewegung ohnehin nicht erforderlich.

Drehfeldsysteme sind sehr kostspielig, da ein kugelgelagerter Geber und Empfänger, Synchros, diverse Verbindungsleilungen im Gerät und zur Steckdose und ein Transformator erforderlich sind. Synchros und Transformatoren geben hörbare Geräusche mit der betreffenden Frequenz, z. B. von 50 Hz, ab. Ferner muß in Abhängigkeit von der Spannung und der Frequenz gemäß den VDE-Bestimmungen eine Erdleitung gezogen werden. Eine gleichzeitige Windstärkenmessung ist nur mittels eines dritten zugeschalteten Synchros möglich. Die Bauhöhe ist bei Verwendung von Drehfeldsystemen sehr groß. Ferner ist ein besonderer Wärmeschutz erforderlich, da Drehfeldsysteme sehr heiß werden, so daß die Anlage bei einer Kombination mit anderen Geraten, wie z. B. Thermometern, unmöglich ist. Die starke Erwärmung kann außerdem bei Dauerbetrieb zu Brüchen der im Gerät angeordneten Verbindungskabel des Drehfeldsystems führen. Besonders das im Windrichtungsgeber befindliche Synchro ist durch die Witte- ⁶S rungsverhältnisse stark in seiner Funktion gefährdet. Ein Batteriebetrieb ist nicht möglich, da eine Frequenz vorhanden sein muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mittels der Windfahne eines Windrichtungsgebers steuerbare Windrose mit Windrichtungsunzeigc zu schaffen, die einfach im Aufbau und daher kostensparend herstellbar und ferner robust ist bei Gewährleistung einer für die bestimmungsgemäße Verwendung erforderlichen Anzeigegenauigkeit. Darübei hinaus ist die Windrose einerseits an Stellen anbringbar, an denen die Windrichtung, beispielsweise durch Hauswände, verfälscht wird und andererseits auch an solchen Stellen, die vom Wind nicht erreichbar sind, wie beispielsweise Innenräume.

Zur Losung dieser Aufgabe wird eine mittels der Windfahne eines Windrichtungsgebers steuerbare Windrose mit Windrichtungsanzeige der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, die gemäß der Erfindung in der Weise avisgebildet ist, daß mit dem Windrichtungsanzeiger ein Magnetrotor verbunden ist. der durch ein synchron mit der Windfahne schrittweise umlaufendes, in dem die Zeigerachse angeordneten Elektromagneten erzeugtes Magnetfeld antreibbar ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Elek'romagneten umpolbar ausgebildet und auf einem halben Umfang um die Zeigerachse angeordnet.

Eine derart ausgebildete Windrose ermöglicht auf Grund der Verwendung eines Magnelrotors eine kostensparende Bauweise, da als Magnetrotoren einfache Kompaßnadeln verwendet werden können. Durch ein gegen eine Torsionsfeder arbeitendes Schalenkreuz, welches ebenfalls auf die Windfahnenachse gesetzt wird, ist auch durch Umschalten des Stromkreises eine Windstärkemessung mit dem gleichen Anzeigegerät möglich; Geräusche werden nicht erzeugt. Feiner ist lediglich eine einzige Leitung zum Dach erforderlich, die aus dünnen slromleitenden Adern bestehen kann. Die als Energiequelle zu verwendende Batterie weist eine sehr lange Lebensdauer auf, wenn diese nur im Augenblick des Ablesens eingeschaltet wird. Ein Anschlußkabel zu einer Steckdose entfällt, ebenso wie eine Erdung des Gerätes und des Windfühlers. Durch umpolbar ausgeführte Elektromagnete und eine entsprechende Ausführung der Schleifkontakte im Windfühler lassen sich beispielsweise sechzehn Anzeigestellungen mit nur vier Elektromagneten und einem nur sechsadrigen Verbindungskabel erzielen.

Ferner läßt die Verwendung eines Magnetrotors eine sehr flache Bauweise zu. Das Gerät eignet sich somit besonders gut für die Kombination mit anderen Meßgeräten, wie Barometer, Hygrometer, Thermometer und Außenthermometer mit Kapillarmeßleiiung zum Außenfühler. Die Leitung zum Windfühler kann mit der Kapillarleitung des Außenthermometers mitgeführt werden. Ein Gerät mit acht Windrichtungen und acht Windstärken ist in bezug auf die Anzeigegenauigkeit für den bestimmungsgemäßen Zweck ausreichend. Der den Witterungseinflüssen ausgesetzte Windrichtungsgeber hat lediglich die Funktion, in Abhängigkeit von der Windrichtung einen entsprechenden Elektrokontakt zu schließen.

Bei der Windrose läuft nicht der Magnetrotor bzw. der Anzeiger schrittweise um, sondern nur das Magnetfeld. Bei einem Wechsel der Magnetfeldstellung bewegt sich der Magnetrotor je nach Trägheit und Dämpfung langsam oder schnell mit einer bestimmten Nachlaulzeit in die neue Lage des Magnetfeldes. Dieser Einschwenkvorgang ist jedoch bei jedem kontinuierlich arbeitenden Ge^rät der gleiche. Das schrittweise drehende Magnetfeld hat bei der Windrichtungsanzeige sogar

<icn zusätzlichen Vorteil, daß der Anzeiger nach dem Einschwenken in die neue Stellung immer auf einer Skalenteilung stehenbleibt und somit das Ablesen vereinfacht. Durch Variation der An/ahl der Magnete kann die Anzeigegenauigkeit des Gerätes verschiede- J ncn Anforderungen angepaßt werden.

Ferner ist mit der Windrose die Möglichkeil geschaffen, die Windrose an einer senkrechten Wand anzubringen, die wiederum auf unbeweglichen oder beweglichen Objekten angeordnet ist. Dabei werden immer die Aufgaben der herkömmlichen Windrose erfüllt, nämlich die gleichzeitige Anzeige der Himmelsrichtungen in Verbindung mit der Anzeige der Windrichtung.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine mittels der Windfahne eines Windrichtungsgebers steuerbare Windrose mit Windrichtungsanzeige in einer Vorderansicht,

F i g. 2 den mit dem Windrichtungsanzeiger der Windrose verbundenen Magnetrotor bei abgenommener oberer Abdeckplatte und

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie lll-lll in F i g. 2.

Die in F i g. 1 gezeigte Windrose mit Windrichtungsanzeige besteht aus einem Windrichtungsgeber 1, der mit einer Windfahne 7 verbunden ist. Eine vom Windrichtungsgeber 1 ausgehende mehradrige elektrische Leitung 2 führt zu einer in einem Gehäuse 3 angeordneten elektrischen Steuereinrichtung, die wiederum mit einem Windrichtungsanzeige 4 verbunden ist. D">e elek-Irische Steuereinrichtung in dem Gehäuse 3 steht über eine stromführende Leitung 5 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Stromquelle in Verbindung. Im Schwenkungsbereich des Windrichtungsanzeigers 4 ist eine Skala 6 für die Himmelsrichtungen angeordnet, die um das Gehäuse 3 verdrehbar ist.

Der Windrichtungsgeber ist möglichst hoch, beispielsweise auf dem Dach eines Hauses od. dgl., anzubringen; er kann entweder kleine Abmessungen aufweisen und unauffällig ausgeführt sein, oder aber auch durch Hinzufügen der Himmelsrichtungen in Form von Buchstaben eine Windrose in herkömmlichem Sinne darstellen. Um die Windrichtungsanzeigeachse sind auf der Skala 6 die Himmelsrichtungen weisende Buchstaben angebracht. Diese Buchstaben werden zusammen mit der Skala bei der Montage nach einem Kompaß justiert. Soll die Windrose an einer senkrechten Wand montiert werden, so muß die Himmelsrichtung, in die der vor der Windrose stehende Beschauer sieht, durch Verdrehen der Skala 6 nach oben gestellt werden. Dadurch wird jedem Beschauer der Windrose ersichtlich, wie beispielsweise die Nordrichtung verläuft und damit auch die auf seine Umgebung bezogene Windrichtung. Die Buchstaben sind zum Zwecke der besseren Lesbarkeit in jeder Skalenlage relativ zur Skala 6 verdrehbar ausgeführt.

Wird die Windrose auf beweglichen Objekten, wie beispielsweise sich drehenden Restaurants oder Schiffen montiert, so wird die die Himmelsrichtungen tragende Skala 6 durch eine weitere Steuereinrichtung uo automatisch durch Verdrehen in der richtigen Lage gehalten. Eine einfachere Lösung besteht darin, daß eine von Hand verdrehbare Skala nur im Augenblick des Ablesens, beispielsweise nach einem Kompaß, ausgerichtet wird. Die Lösungen zur Anbringung an e^;ner senkrechten Wand sind auch hier anwendbar.

Die elektrische Steuereinrichtung zur Übertragung der Windiichtung besteht darin, daß der Windrichlungsanzeiger 4 mit einem Magnetrotor verbunden ist (Fig. 2 und 3). In dem Gehäuse 3 ist die Achse des Windrichtungsanzeigers 4 gelagert. An dieser Achse ist ein Magnet 14 angeordnet. An dem Gehäusering 13 sind bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform sechzehn Elektromagnete 12 in gleichmäßigen Abständen fest angeordnet und mit einer entsprechenden Anzahl von Schleifkontakten im Windrichtungsgeber 1 verbunden. Bei einem derartigen Windrichtungsgeber 1 ist die Windfahne 7 mit der Windfahnenachse in einem Gehäuse 8 gelagert. Um die Windfahnenachse sind beispielsweise sechzehn Schleifkontakte fest angebracht. Ein weiterer Schleifkontakt ist an der Windfahnenachse dann angeordnet und berührt immer einen der sechzehn Schleifkontakte. Durch einen unter Spannung stehenden Schleifkontakt und die elektrisch leitend ausgeführte Windfahnenachse steht der sich drehende Schleifkontakt jeweils unter Spannung. Dreht der Wind die Windfahne 7, so steht in Anpassung an die Windrichtung immer einer der sechzehn Schleifkontakte unter Spannung. Dies wird durch jeweils eine der sechzehn Adern der Leitung 2 in das Gehäuse 3 mit der elektrischen Windrichtungssteuereinrichtung geleitet.

Dadurch, daß die sechzehn Elektromagnete 12 in dem Gehäuse 3 der elektrischen Windrichtungssteuereinrichtung mit den sechzehn Schleifkontakten im Windrichtungsgeber 1 verbunden sind, erzeugt immer ein Elektromagnet ein magnetisches Feld. Dieses läuft schrittweise und synchron zu der Windfahne 7 um und zieht den Magneten 14 und somit den Windrichtungsanzeiger 4 mit. Nach einer Auslenkung des Windrichtungsanzeigers durch eine äußere Kraft pendelt sich dieser aus jeder Lage sofort wieder in die richtige Lage ein. Dieser Vorgang ist vergleichbar mit dem Einpendeln einer Kompaßnadel. Durch eine zusätzlich eingeschaltete Dämpfung wird ein lang anhaltendes Einpendeln und ein ruckartiges Bewegen des Windrichtungsanzeigers vermieden. Die bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel angegebene Anzahl von sechzehn Elektromagneten 12 bewirkt eine Windrichtungsübertragungsgenauigkeit von 11,25°. Es werden also Windrichtungsänderungen von beispielsweise Nord auf Nord-Nord-West angezeigt, was völlig ausreichend ist, zumal durch die schrittartige Bewegung des Windrichtungsanzeigers eine Einrastung auf die einzelnen Teilungen der Skala 6 bewirkt wird. Nach der Montage der Anlage wird der Windrichtungsanzeiger durch die Steilschraube 15 einmalig justiert (F i g. 3).

Eine Vereinfachung der elektrischen Steuereinrichtung ergibt sich insofern, als die Elektromagnete 12 durch eine Vorrichtung im Windrichtungsgeber umpolbar gesteuert werden. Durch den Wechsel der Magnetpole nach einer Drehung von 180° brauchen nur auf dem halben Umfang Elektromagnete angebracht werden. Die Windrichtungsübertragungsgenauigkeit bleibt auch bei dieser Ausführungsform erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mittels der Windfahne eines Windrichtungsgebers steuerbare Windrose mit Windrichtungsan/.ei- S ge, bei der der Windrichtungsanzeiger der Windrose mit dem Windrichtungsgeber über eine elektrische Steuereinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Windriehlungsanzeiger (4) ein Magnelrotor verbunden ist. der durch ein synchron mit der Windfahne schrittweise umlaufendes in um die Zeigei achse angeordneten Elektromagneten (12) erzeugtes Magnetfeld antreibbar ist.

2. Windrose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagneten (12) umpolbar ausgebildet und auf einem halben Umfang um die Zeigerachse angeordnet sind.