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Die Erfindung betrifft Vorrichtungen, bei denen die Drehzahl einer Welle zu einer entfernten Empfangsstation übertragen wird. wobei diese Welle die Welle einer Maschine sein kann. deren Tourenzahl angezeigt werden soll die aber insbesondere auch die Welle eines Messsystems mit rotierendem System, z. B. eines Zählers sein kann, dessen Drehgeschwindigkeit einer zu übertragenden Messgrösse eindeutig zugeordnet ist. Die Drehrichtung der Welle kann wechseln, bei einem Zähler z. B. dann. wenn sich das Vorzeichen der zu messenden Grösse, d. h. beispielsweise die Richtung des gemessenen Stromes oder Energieflusses ändert. Entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Welle wird in der Zeiteinheit eine kleinere oder grössere Zahl von Impulsen zu einer Empfangsstelle gesendet.
In der Empfangsstelle befindet sich eine Anzeigevorrichtung, die anzeigt, wieviel Impulse in der Zeiteinheit von der Messstelle aus eintreffen. Eine solche Anzeigevorrichtung kann z. B. aus einem Messgerät bestehen, das den Entladestrom eines bei jedem ankommenden Impuls von neuem aufgeladenen Kondensators misst. Sie kann aber beispielsweise auch eine Temperaturmesseinrichtung sein, wenn die Temperatur einer Masse gemessen wird, der bei jedem ankommenden Impuls Wärme zugeführt wird.
Kurz, jede Vorrichtung, bei welcher der Energieinhalt eines irgendwie gearteten Energiespeichers von
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oder des Energieflusses gemessen wird. kann als Anzeigevorrichtung auf der Empfangsstation dienen.
Es ist für die Erfindung gleichgültig, ob dabei die Energie als thermische, elektrische oder z. B. durch Spannen einer Feder, die sieh langsam wieder entspannen kann und deren Dehnung angezeigt wird, als mechanische Energie aufgespeiehert und ob der zeitliche Mittelwert des Energieinhaltes oder Energieflusses oder irgendeine andere eindeutige Funktion dieser Grössen gemessen wird.
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von Wetter, insbesondere der Wellen von Zählern durch Impulse, wobei jedes Impulszeichen aus zwei Impulsen besteht, die sieh z.
B. durch ihre Richtung oder ihre Dauer oder ihre Frequenz voneinander unterscheiden und deren Reihenfolge von der Drehriehtung abhängig ist, wobei ferner in Abhängigkeit von der Drehriehtung die einen oder die andern Impulse unterdrückt werden, im Falle als sich die Impulse durch ihre Dauer oder ihre Frequenz unterscheiden.
Die im folgenden beschriebenen Anordnungen sind Beispiele dafür, wie durch Impulse nicht nur die Grösse, sondern auch das Vorzeichen eines Messwertes selbsttätig in der Empfangsstelle zur Anzeige gebracht werden kann. Es werden Beispiele zusammenpassender Sende- und Empfangseinrichtungen beschrieben und dargestellt, bei denen bei einem Wechsel der Drehrichtung einer Zählerwelle entweder die Richtung eines Gleichstromes oder eines Induktionsstosses wechselt oder an Stelle von Impulsen
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bis sie einen Kontakt schliesst, wonach dann der Arm von der Federspitze abgleiten muss.
Eine solche Vorrichtung kann ausser der Drehgeschwindigkeit auch die Drehriehtung der Welle dann wiedergeben, wenn in der Empfangsstation auch zu erkennen ist, nach welcher Richtung die Kontaktfeder mitgenommen wurde, was beispielsweise durch verschiedene Stromriehtungen und polarisierte Empfangsrelais durchgeführt werden kann.
Um aber die Reibung, die bei der soeben skizzierten Anordnung recht erheblich ist, zu vermeiden, wird in den in den Fig. 2 und 3 beschriebenen Vorrichtungen zwischen der sieh drehenden Welle und einer Kontaktzunge, die nach der einen oder andern Richtung einen Kontakt schliessen kann, eine reibungfreie magnetische Kupplung eingeschaltet.
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weise entsprechender Grosse einer Blindleistung eines Verbrauchers angetrieben.
Die Welle 4 trägt einen Weicheisenkörper J und eine ebenfalls aus magnetischem Material bestehende Ringscheibe 6, die mit
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Drehung der Welle. 4 vor der Stirnfläche eines T-förmigen Eisenkörpers 13, der an dem einen Ende seines Querbalkens einen in einer horizontalen Achse 14 drehbar gelagerten : Magnet anker 15 trägt. Der Magnetanker J'o kann sich gegen zwei feste Gegenkontakte 16 und 17 legen und dadurch die Stromkreise zwei verschiedener Relais 18 und 19 schliessen, so dass aus einer Batterie. 20 entweder die Spule 19 in dem
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oder Spule 18 über Kontakt 16. Anker 15 an die Batterie 20 angeschlossen wird.
Die Bewegung des Ankers M wird durch die magnetische Kraft hervorgerufen, welche zwischen den Blechen 7, 8, 9 und 10 einerseits und dem Anker 16 anderseits wirksam wird, wenn bei Drehung der Welle 4 nacheinander die Blechstücke 7, 8, 9 und 10 an der Spitze des Ankers 16 vorbeibewegt werden. Dabei sind diese Blechstreifen so angeordnet, dass die beiden Bleche 7 und 10 an der Seite des Ankers J. J vorbeistreichen, auf
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auf den Gegenkontakt 17 ziehen. Der Anker 15 ist durch ein Gewicht 21 so beschwert. dass er in der Ruhe die gezeichnete Mittelstellung einnimmt, so dass er mitten zwischen den Bahnen steht, welche die Bleche 7, 10 bzw. 8, 9 besehreiben.
Dreht sieh die Welle 4 und damit die Ringscheibe 6 im Uhrzeiger-
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ihn auf den Kontakt 17 herüberzieht, bevor die magnetische Kraft, die von dem Blech 7 ausgeht, genügend stark geworden ist, um den Anker 15 naeh der entgegengesetzt eil Seite zu ziehen. Nach einer halben Umdrehung der Welle 4 erneuert sich das Spiel, indem dann das Blech 9 den Anker 15 auf den Gegenkontakt 17 zieht, bevor die von dem Magnetblech 10 ausgehende Kraft gross genug geworden ist, um den Anker 15 nach innen zu ziehen. Bei umgekehrter Drehrichtung der Welle 4 kommen zuerst die Bleche 7 und 10 zur Wirkung, welche den Anker 15 auf seinen Gegenkontakt. M ziehen.
Je nachdem also in welcher Richtung die Welle 4 sich dreht, wird regelmässig der Kontakt 17 oder der Kontakt 16
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bewegt sich der Anker 15. Die Polarität der Pole 26 und 27 stimmt mit der Polarität der Bleche 7, 8, @ 9 und 10 überein. Der Eisenkörper J. das eiserne T-Stück 13 und der Anker 15 besitzen unter sich ebenfalls gleiche, aber den Polen, 26, 37 gegenüber die entgegengesetzte Polarität. Das T-Stück 13. sowie der Anker 15 werden durch den Eisenkörper 5 polarisiert. Durch die besondere Ausbildung dieses Ankers
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stromimpulse verschiedener Richtung senden oder z. B. auch bei einer drahtlosen Übertragung des Mess- wertes Impulskreise steuern, welche Wellen verschiedener Frequenz aussenden.
In der Empfangsstelle kann dann durch Siebketten einer von zwei Empfangskreisen zum Ansprechen gebracht werden, und beispielsweise bei jedem ankommenden Impuls einen Kondensator auf eine konstante Spannung aufladen, dessen Lade- oder Entladestrom wiederum durch ein Messinstrument gemessen und angezeigt wird. Je nachdem welche Drehrichtung die Welle 4 in der Sendestation hat, kann die Polarität des Kondensators oder bei Verwendung zweier Kondensatoren die Stromrichtung im Messgerät die eine oder die andere sein. so dass beispielsweise bei Verwendung eines Drehspulinstrumentes mit doppel-
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angezeigt wird.
Eine etwas anders geartete Vorrichtung, um je nachdem, ob die Zählerwelle sich in der einen oder andern Richtung dreht, Impulse verschiedener Wechselfrequenz zur Empfangsstelle zu senden, ist in
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scheibe 1 dreht, besitzt einen magnetischen Arm 80. Dieser nimmt bei seinen Bewegungen einen Anker in seiner Drehrichtung mit, bis dieser entweder auf den Gegenkontakt 82 oder den Gegenkontakt 83 stösst. Dadurch wird jedesmal ein Stromkreis geschlossen, der einen Schwingungsgenerator enthält.
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röhre 84 verlaufenden Stromstösse einen bestimmten Wert an, der mittels der Kupplungsspulen 89 auf eine Sendeantenne übertragen wird.
Statt durch Raumwellen können die Impulse auch durch Leitungen
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sich die Frequenz der Entladungen im Entladungsgefäss 84 ändert, so dass über die Kopplungsspule 89 auch Impulse mit anderer Trägerfrequenz zur Empfangsstelle übertragen werden. Statt des Widerstandes kann auch die Kapazität geändert werden.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel wiedergegeben. Das Messsystem 31 misst unter dem Einfluss der Triebspulen 32 und 33 die Wirkleistung eines Stromverbrauehers. Die Drehzahl der
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entweder den Kontakt 37 oder den Kontakt 38 schliesst. Zur Unterstützung der vom magnetischen Arm. 39 ausgehenden Kraft sind noch zwei permanente Magnete 39 und 40 angeordnet, deren Einfluss auf den Anker 36 sehr gering ist, solange dieser in der Mittellage steht, die aber im Verein mit der magne-
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Schliessen des Kontaktes. 37 oder B8 wieder weiterbewegt hat.
Die Vorrichtung ist weiterhin so beschaffen, dass entweder nur beim Schliessen oder nur beim Öffnen der Kontakte B-7 und 88 jedesmal der entstehende Induktionsstoss zur Empfangsstelle übertrafen wird und dort die Aufladung eines Kondensators verschieden je nachdem, ob der Anker. 36 mit dem Kontakt 37 oder mit dem Kontakt 3S in Berührung gekommen ist. An der Sendestelle wird am Kontakt 37 ein Stromkreis geschlossen, der aus einer Batterie 42 gespeist wird und weiterhin über Feder 41. Anker 36, Kontakt 37. einen Vorschaltwiderstand 43, eine Drosselspule 44, einen Kontakt 46 zur Batterie zurück verläuft. Die Drosselspule 44 besitzt einen Eisenkern 45, welche zwei Sekundärwicklungen 47 und 48 trägt.
Durch Schliessung und Öffnung des Kontaktes 37 wird eine Induktionsspannung in den Wicklungen 48 und 47 hervorgerufen. Die letztere stellt für eine Spannung einer bestimmten Richtung
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Die Wirkung der Wicklung 47 ist dann die, dass entweder nur beim Schliessen des Kontaktes 37 en- stehende Induktionsstoss oder nur der beim Öffnen dieses Kontaktes entstehende Induktionsstoss in der Wicklung 48 eine Spannung hervorrufen kann. die über Fernleitungen und zur Empfangsstelle übertragen wird. Wenn die in der Wicklung 48 entstehende Spannung geeigneten Wert besitzt. kann das Ventil 49 dieser Wicklung parallel geschaltet werden.
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stand 63 speisen.
Bei dieser Ubertragungsweise werden, wie die Darstellung erkennen lässt. nur zwei Fernleitungen benutzt.
Um zu verhüten, dass bei Stillstand der Welle 34. wenn der magnetische Arm 35 über dem Anker 36
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vergeudet wird und anderseits auch die Spule 44 zu heiss werden kann. ist in den Stromkreis. in dem diese Kontakte liegen, ein Unterbrechungskontakt 46 eingeschaltet, der durch ein Relais 64 nur so lange geschlossen gehalten wird. als in der Stromspule 33 des Messsystems Strom fliesst. Die Erregung der
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vorteilhaft, weil der Zähler auch dann stehen bleibt, wenn in der angeschlossenen Leitung zwar die volle Spannung besteht, aber kein Strom fliesst, d. h. also keine Leistung verbraucht wird.
Weitere Empfangseinrichtungen, mit denen in der Empfangsstelle ankommende Induktionsstösse verschiedener Richtung aufgenommen und getrennt werden können, so dass sie einen Ausschlag eines
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In Fig. 4 ist wiederum mit 52 das Anzeigegerät bezeichnet, welches ein Drehspulinstrument mit einem Rähmchen mit zwei Wicklungen 5. 3 und. 54 sein kann.
Je nachdem, welche Richtung der über die Fern- leitungen 50 und 51 ankommende Induktionsstoss hat. wird über einen Transformator 70 oder einen Transformator 71 eine Funkenstrecke oder Gasstrecke'72 oder 73 durchschlagen und infolgedessen eine der Systemspulen. ? und 54 des Anzeigegerätes 52 von einem Strom durchflossen, der von der Batterie 74
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Kondensator 75 bzw. 76 aufgeladen, der nach Verlöschen des Entladungsvorganges seine Energie über das angeschlossene Spulenrähmchen entladet. Die mittlere Spannung am Kondensator 75 bzw. 76 ist abhängig von der Häufigkeit der Durchschläge an den Entladungsgefässen 72 oder 7. 3.
Es ist noch zu erwähnen, dass die Transformatoren 70 und 71 derartig geschaltet sind, dass in ihren Sekundärspulen bei jedem ankommenden Induktionsstoss Spannungen entgegengesetzter Richtung erzeugt werden, wodurch erreicht wird, dass je nach der Polarität des Induktionsstosses entweder die Entladungsstrecke 72 oder die Entladungsstrecke 7. 3 durchschlagen wird.
In Fig. 5 ist eine im wesentlichen gleiche Anordnung wie in Fig. 4 dargestellt. Als Sonderheit besitzt diese Anordnung aber Entladungsgefässe mit Hilfselektroden für die Zündung. Die Entladungsgefässe 77 und 78 stehen durch die Batterie 79 unter einer Spannung, welche nicht ausreicht, eine Entladung in diesen Gefässen selbständig aufrecht zu erhalten. Sobald aber durch einen der Transformatoren 70 und 71 eine Zündung innerhalb eines der Entladungsgefässe eingeleitet ist, erfolgt ein kurzer Stromübergang, der aus der Batterie 79 gespeist wird und in früher beschriebener Weise, gegebenenfalls unter Verwendung von Kondensatoren, einen Ausschlag des Messgerätes 52 hervorruft, dessen Grösse wiederum von der Häufigkeit der Zündungen abhängt.
Wie eingangs gesagt, lässt sich die Drehrichtung der Zählerachse in der Sendestelle auch durch die verschiedene Dauer der einzelnen, zur Empfangsstelle übertragenen Impulse unterscheidbar machen.
Fig. 6 zeigt eine derartige Ausführung, bei der der Zähler wie bei Fig. 2 auf seiner Welle 4 einen : Magnet 80 trägt. der einen Magnetanker 81 entweder bis zum Gegenkontakt 82 oder 8. 3 mitnimmt. Wird bei Drehung des Zeigers in einem Sinn der Kontakt 82 geschlossen, so wird dadurch die Erregung eines
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geschlossen wird, so hat dies zur Folge, dass das unverzögert arbeitende Relais 9 anspricht und seinen Anker 93 anzieht. Die Anker 91 und 9. 3 liegen im Stromkreis eines Wechselstromgenerators 94, der je nach dem gewählten Übertragungsmittel (Freileitung, Kabel, leitungsgerichtete Wellen, Raumwellen) einen Wechselstrom höherer oder geringerer Frequenz erzeugt.
Der Wechselstromgenerator 94 erregt einen Transformator 96, der beispielsweise durch kapazitive Kopplung seine Sekundärspannung zwei Leitungen 96 und 97 des Energieverteilungsnetzes, an welches auch die Empfangsstation angeschlossen ist, aufdrückt. Man kann dem Transformator 96 eine Kapazität 98 parallel schalten, so dass der Transformator im Resonanzgebiet arbeitet. Im Erregerkreis der Relais 90 und 92 liegt ein Unterbreehungs- kontakt 99, der unter dem Einfluss eines Abfallverzögerungsrelais 100 steht, das erregt wird, sobald einer der Anker 91 ? und 93 den Stromkreis des Wechselstromgenerators 94 schliesst.
Es wird dadurch erreicht, dass, wenn der Anker 81 von dem Gegenkontakt 8. 3 abfallend den Gegenkontakt 82 berühren sollte. trotzdem die Erregung des Relais 98 nicht möglich ist, so dass also Falschmeldungen durch Erregung beider Relais 90 und 92 unmöglich sind.
Eine Empfangseinrichtung, die von der beispielsweise in Fig. 6 dargestellten Sendevorrichtung betrieben werden kann, ist in Fig. 7 ebenfalls beispielsweise wiedergegeben. Über die Leitungen 96 und 97 kommen die gesendeten Impulse in der Empfangsstation an und erregen zwei in Reihe geschaltete
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erregt. Das Relais 107 zieht den Wechselanker 109 an und schliesst dadurch einen Haltekreis für sich selbst, während es sich anderseits vom Anker 403 abschaltet. Dafür wird der Anker 103 durch einen ebenfalls vom Relais 107 gesteuerten Anker 112 mit zwei Relaisspulen 113 und 114 verbunden, welche einen Schalthebel 111 steuern. Wenn der von der Sendestelle ankommende Impuls zu Ende ist, lässt
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Widerstand wieder entlädt.
Während der Anfladung des Kondensators 120 fliesst ein Strom durch die Relaiswicklung 121, dessen Stärke proportional der Kondensatorspannung allmählich anwächst. Das Relais 1. 21 steuert einen Umschalter 122 im Stromkreis des Anzeigegerätes 117. Der Umschalter 122 wird durch irgendeine Rückzugskraft, beispielsweise ein Gewicht 12. 3, in der gezeichneten Ruhestellung festgehalten.
solange die Erregung des Relais 727 nicht stark genug ist. um diese Rückzugskraft zu über-
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eines Impulses mit soviel Verzögerung in seine Ruhelage zurück, dass der schneller abfallende Anker 103 des Relais 101 genügend Zeit hat, die Umstellung des Kontakthebels 777 und damit die Aufladung des Kondensators 727 über die Kontakte 116 zu bewirken. Wenn dagegen die Sendeimpulse nieht so lange bestehen, dass die Erregung des Relais 121 zur Betätigung des Umsehalters 122 ausreicht, wird der Kondensator 127 in dem Augenblick, wo der abfallende Anker 103 die Schliessung der Kontakte 116 bewirkt. in entgegengesetztem Sinne als vorher aus der Batterie 125 aufgeladen.
An Stelle der gezeichneten Einrichtung, welche eine Verzögerung des Relais 1 : ! 1 bezweckt. kann auch das Relais 121 als Relais mit Ansprech- und Abfallverzögerung ausgebildet sein. Dadurch wird auch die Dämpfung des Umschalters 122 entbehrlich. Auch Relais 102 kann ein Verzögerungsrelais sein.
Der Haltestromkreis des Relais 107 wird jedesmal wieder geöffnet, wenn der in seine Ruhelage zurückkehrende Anker 70. 3 den Kontakt 106 erreicht und dadurch den Erregerkreis einer der Spulen 11 : ; und 114 schliesst. denn, sobald der Schalthebel 111 aus der einen Stellung in die andere hinüberwechselt. wird der Haltestromkreis der Erregerspule 107 vorübergehend unterbrochen und in der neuen Stellung des Schalthebels 111 durch das Kontaktstiick 110 oder 115 wieder vorbereitet.
Die in Fig. 7 beschriebene Ausführungsform kann auch durch das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 8 ersetzt werden. Es ist dabei angenommen, dass die Impulse längs eines Leitungsdrahtes 400 zur Empfangsstelle gelangen, wo sie einen Resonanzkreis, bestehend aus den Spulen 401 und 40. 2 und delll Kondensator 40. 3. zum Schwingen anregen. Die Spule 40. 2 steuert einen Anker 404, der in der Ruhelage
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eine Funkenstreeke 410 durchschlagen wird. An Stelle der Funkenstrecke kann selbstverständlich auch ein Entladungsgefäss treten, das bei einer ganz bestimmten Spannung anspricht.
Die Entladung des Kondensators über die Funkenstrecke 410 bewirkt die Erregung eines Relais 411, das einerseits einen Anker 472 schliesst, wodurch die Funkenstrecke kurzgeschlossen und für das Relais ein Haltekreis
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Systemspule des Registriergerätes 414 langsam entlädt. Wenn die Erregungszeit des Relais 402 nicht ausgereicht hat, um die Spannung am Kondensator 408 so gross werden zu lassen, dass die Funkenstrecke 41fJ durchschlagen wurde, entlädt sieh der Kondensator 408, sobald der Anker 404 auf seinen Ruhekontakt 405 zurückfällt, über eine Relaisspule 419. Die Relaisspule 419 schliesst einen Kontakt 420.
Infolgedessen wird der Kondensator 411j jetzt von einer Batterie 421 aufgeladen, welche die gleiche Spannung wie die
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wird also von der Nullinie zur andern Seite abgelenkt. Man kann auch mit einer einzigen Batterie auskommen ; dann wird die Anordnung beispielsweise wie in Fig. 7 so getroffen, dass die Kondensatorpolarität durch einen Umschalter gewechselt werden kann. Der Stromkreis, über den der Kondensator 41 ( ; aufgeladen wird, ist über einen in der Ruhelage befindlichen Relaisanker 422 geschlossen, der von einem Abfallverzögerungsrelais 42. 3 gesteuert wird. Der Kontakt 422 wird bei Erregung des Relais 42. 3 durch den Aufladestrom des Kondensators 416 geöffnet.
Diese Massnahme bezweckt, die Aufladezeit des Kondensators 416 unabhängig von der Dauer der Kontaktschliessungen des Ankers 47. 3 bzw. 420 zu
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Wenn der Anker 309 geschlossen wird, wird über seinen Kontakt 311 ein Aufladestromkreis für einen Kondensator 312 geschlossen. Der Kondensator 372 wird dabei aus einer Batterie 375 aufgeladen. Das Relais 307 steuert die Anker 314 und, 315. Wenn der Anker 314 seinen Gegenkontakt 376 schliesst, wird der Kondensator 312 ebenfalls aufgeladen, jedoch nicht aus der Batterie 313, sondern aus der Batterie 317, welche dieselbe Spannungshöhe, aber umgekehrte Polarität besitzt.
Der Kondensator 312 wird also
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schliesst. Da bei der Umdrehung des Zählers immer sowohl das Relais 305 als auch das Relais 307 erregt wird, muss dafür gesorgt werden, dass nur das zuerst erregte Relais den Aufladestromkreis für den Kondensator 312, an den in schon mehrfach beschriebener Weise ein Messgerät, Registriergerät oder Alarm-und Schutzgerät 318 angeschlossen ist, schliessen kann. Dies wird, wie schon angedeutet, dadurch erreicht, dass sowohl das Relais 30-3 als auch das Relais 307 sich gegenseitig sperren. Zu dem Zweck besitzt das Relais 30J den Anker 370. Wenn dieser seinen Kontakt 319 schliesst, so wird dadurch ein Relais 3' ? 0' an eine Batterie 337 angeschlossen.
Das Relais 307 besitzt ebenfalls einen zweiten Anker 315. Wenn
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in Fig. 7 geschaltet ist. Die Instrumentenangabe ist dann unabhängig von der Höhe der Spannungen der Batterien 373 und 377. Um die Aufladezeit des Kondensators 312 unabhängig von der Schliesszeit der Kontakte 377 und 376 zu machen, wird durch den Erregerstromkreis der Relais 3. 20 bzw. 323 ein Abfallverzögerungsrelais 324 erregt, das den Aufladestromkreis des Kondensators 312 sofort nach dem
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Impulse zu Ende sind. Die Relais 320 und 323 können Abfallverzögerungsrelais sein, damit die Sperrung des an zweiter Stelle erregten Relais mit Sicherheit auch so lange anhält, bis der zweite Sendeimpuls abgelaufen ist.
Es ist dies aber nicht unbedingt notwendig, weil das Relais 324 bereits in demselben Sinne wirkt, da es den Aufladestromkreis des Kondensators 312 erst nach einer Zeit wieder schliesst, wo bestimmt beide Impulse zu Ende sein müssen. Es empfiehlt sieh auf jeden Fall, die von der Sendestelle aus zu übertragenden Impulse dicht aufeinander folgen zu lassen, um die Einstellzeit der Abfallverzögerungsrelais so klein wählen zu können, dass der Gesehwindigkeitsbereich des Zählers an der Sende-
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der Relais 305 und 307 anspricht.
Wenn. wie oben auseinandergesetzt wurde, zur Übertragung der Drehrichtung der Welle die anordnung sen getroffen wird, dass die Dauer der Stromimpulse bei positiver Energierichtung anders ist als bei negativer Energierichtung, entsteht die Schwierigkeit, dass der Messbereich, der übertragen werden kann, eingeengt wird. weil auch bei grössten Leistungen, d. h. wenn die Kontakteinrichtung an
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so kurz wie die kurzen Impulse bei langsamem Lauf der Kontakteinrichtung werden.
Diese Schwierigkeit wird dadurch überwunden, dass das Verhältnis zwischen der Dauer von Stromstössen und von dazwisehenliegenden Pausen bei positiver Energierichtung anders ist, als bei negativer Energieriehtung, und dass an der Empfangsstelle ein Relais vorgesehen ist, welches das Anzeigegerät in Abhängigkeit vom Verhältnis der Impulszeiten zu den dazwischenliegenden Pausen beeinflusst. Die absolute Dauer der Stromimpulse wird also belanglos. In der Messstelle wird zu dem Zweck durch den Zähler, welcher die elektrische Energie misst, je nachdem in welcher Richtung er sich dreht, der eine oder andere von zwei Steuerstromkreisen eines Senders geschlossen.
Ein zur Empfangsstelle gesendeter Stromimpuls dauert in dem einen Falle so lange wie dieser Steuerstromkreis geschlossen ist, im andern Falle eine fest begrenzte Zeit, z. B. so lange, bis ein Kondensator über einen Widerstand aufgeladen ist.
Die Aufladezeit wird zweckmässig möglichst klein gewählt. Die Pausen zwischen den Stromimpulsen stehen im ersten Falle in einem konstanten Grössenverhältnis zur Impulsdauer. Im zweiten Falle dagegen, d. h. also bei der andern Drehrichtung der Zählerwelle sind die Pausen von der Umlaufgeschwindigkeit
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ordentlich klein gewählt werden kann.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Fig. 12-17, in welchen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch wiedergegeben sind. Gemäss Fig. 12 treibt die zu messende Messgrösse an ent-
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ist dem Messwert zugeordnet. Auf der Welle sitzt eine Scheibe 902 mit Kontaktsegmenten 903, 904.
Auf der Scheibe bzw. den Kontaktsegmenten schleifen zwei Stromabnehmer 905 und 906. Einer von diesen Stromabnehmern kann auch auf der Welle 901 schleifen, wenn diese zur Stromleitung mit herangezogen wird. Dadurch lässt sich die Bremswirkung der Stromabnehmer vermindern.
Der Stromabnehmer 905 ist mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle, der Stromabnehmer 906 mit dem andern Pol dieser Stromquelle über einen Werhselsehalter 907 und die Wicklung 915 eines Tastrelais 908 ver-
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die Spule 915 des Tastrelais 908 so lange Strom fliesst, als die leitende Verbindung zwischen den Stromabnehmern 905 und 906 durch die leitenden Segmente 903 und 904 geschlossen ist, fliesst, wenn der Wechsel-
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vollständig aufgeladen ist. Es kommt also jedesmal dann ein kurzer Stromstoss über die Spule 915 zustande, wenn die leitende Verbindung zwischen den Stromabnehmern 905 und 906 wieder von neuem geschlossen wird.
Ein Nebensehlusswiderstand 912 überbrückt den Kondensator 911. damit dieser sich wieder entladen kann. wenn die Verbindung zwischen den Stromabnehmern 905 und 906 unterbrochen ist. Der Strom über den Entladungswiderstand 912 ist zu sehwaeh, um das Steuerrelais 97J zu erregen. Die Stellung des Wechselschalters 907 soll nun von der Drehrichtung der Welle 901 abhängen. Zu diesem
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des Schalterarmes des Wechselschalters 907 eingreift.
Wechselt die Drehbewegung der Welle, so wird der Zapfen 914 von dem einen Ende der Schnecke 913 bis zum andern Ende mitgenommen. der Kontakt des Schalters 907 wandert also von Kontakt 909 zu Kontakt 910 und umgekehrt. Das Relais 915 steuert mittels des Relaiskontaktes 908 die Sendeeinrichtung, welche durch Raumzellen. durch Wellen längs Leitungen, oder auch über Leitungen Stromimpulse zur Empfangsstelle sendet, deren Dauer gleich der Erregung'dauer des Relais 916 ist.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel stellt also eine Vorrichtung dar, mit deren Hilfe in einer Empfangsstelle die Umlaufgeschwindigkeit und Drehrichtung einer an einem entfernten Ort umlaufenden Welle angezeigt werden kann.
Die Sendeeinriehtung kann ohne grundsätzliche Abänderung der Ausführungsform nach Fig. 12
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auch der Entladestrom des Kondensators 911 den Relaiskontakt 908 schliesst bzw. solange seine Stärke ausreicht. geschlossen hält. Wenn der Kondensator und der Widerstand der Spule M- ? dann so gross
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Entladestrom fliesst während eines bestimmten Bruchteiles dieser Zeit oder, was das gleiche ist. während derjenigen Zeit, während welcher der Stromkreis über die Kontakte 905 und 906 geöffnet ist. Bei dieser
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der Welle zutrifft.
Die Drehrichtung der Welle 901 bleibt unterscheidbar, weil bei derjenigen Drehrichtung. bei der der Kondensator 911 nicht aufgeladen wird, das Verhältnis der Impulsdauer zu den Pausenlängen dem Verhältnis der Breite der leitenden Sektoren zu den nichtleitenden gleich ist. während
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auf einem leitenden Segment schleift. Die Verlängerung der Sehliesszeit des Relaiskontaktes 908 wächst ungefähr proportional mit der Aufladezeit des Kondensators 911.
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drähte können auch Bimetallstäbe den Umschalter 621 steuern.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 12 wird am Sendeort bei Umlauf der Kontakteinrichtung in dem einen Sinne der Kondensator 911 über die Spule 915 des Tastrelais aufgeladen und entlädt sich
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wieder entladen kann, wenn sein Entladungsstromkreis geschlossen wird.
Wie in Fig. 16 dargestellt, werden zwei Kontakte 909 und 910, der eine bei Rechtslauf, der andere bei Linkslauf der Welle 9M an eine Batterie 916 angeschlossen. Ist, wie dargestellt. der Kontakt 9119 geschlossen, so wird die Spule 915 des Steuerrelais jedesmal eingeschaltet. so oft und solange die Stromabnehmer 905 und 906 durch die leitenden Segmente 903 und 904 der Kontakteinriehtung miteinander verbunden sind. Ist dagegen der Kontakt 910 geschlossen, so wird an Stelle der Spule MJ ein Hilfs- relais 917 eingeschaltet, das einen Anker 971 auf einen Gegenkontakt 9. M zieht. An diesem Gegenkontakt 918 wird ein Stromkreis zur Aufladung des Kondensators 911 geschlossen. Der Ladestrom fliesst über die Spule 91. 5, Kontakt 918 und Anker 971.
Der Kondensator 911 lädt sich auf. der Ladestrom erregt die Spule 915 und bewirkt Schliessung des Kontaktes 908 des Steuerrelais. Die für die Auf- ladung erforderliche Zeit ist sehr kurz. Die Relaisspule 917 dagegen bleibt länger erregt. nämlich solange. wie sie über die Kontaktteile 905. 903, 904, 906, 907 an die Batterie 916 angeschlossen ist. Erst wenn dieser Erregerstromkreis durch die Kontakteinriehtungen unterbrochen wird, lässt Relais 917 seinen Anker N1 fallen, so dass dieser unter dem Zug einer Feder 972 den Kontakt 919 schliesst. wodurch der Kondensator 911 kurz geschlossen wird. Der Kondensator entlädt sich augenblicklich und ist danach sofort wieder zu neuer Aufladung bereit.
Bei dieser Anordnung wird der Kondensator 911 auch bei der grössten Drehgeschwindigkeit der Welle 901 jedesmal vollständig aufgeladen und wieder vollständig entladen.
In allen bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Stellung des Kontakthebels 907 mittels einer Schnecke 913 von der Bewegungsriehtung der Welle 901 abhängig gemacht. Wenn auch
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die geringe Reibung, welche durch die Schnecke und den Kontakthebel 907 verursacht wird, vermieden werden soll, etwa weil das Antriebsmoment der Welle 901 sehr gering ist, kann der Eontakthebel 907 auch von derselben Messgrösse unmittelbar beeinflusst werden. welche die Welle 907 und dadurch die Kontakteinrichtung antreibt. Eine derartige Ausführungsform ist beispielsweise in Fig. 17 dargestellt.
Die Bezeichnungen entsprechen soweit möglich den aus Fig. 12. Die Spule 915 des SteuelTelais wird aus einer Batterie 960 entweder über einen Kontakt 909 oder über einen Kontakt 9iO, ferner über einen Kontaktarm 970. einen Schleifkontakt 960 und eine der Bürsten 961 und 962 erregt. Wenn der Kontaktarm 970 den Kontakt 909 schliesst, wird die Spule 915, wie in Fig. 12. unmittelbar an die Stromquelle angeschlossen. Wenn dagegen der Kontakthebel 970 den Kontakt 910 geschlossen hat. so wird die Spule 97 J vom Ladestrom des Kondensators 911 erregt. Der Kondensator 911 hat einen Nebenschlusswiderstand 91 : ?
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zulässige Höchstgeschwindigkeit der Welle 90l ist.
Es ist angenommen, dass die Welle 901 die Welle eines Fer'ariszählers ist. der von der Blindleistung einer Wechselstromquelle angetrieben wird. Die Stromspule des Antriebssystems ist mit 96 : J. die Spannungsspule mit 962 bezeichnet. Der Strom in der
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kann er sie infolgedessen auch nicht bremsen.
Wie schon gesagt, ist die Grösse des Entladungswiderstandes 9i : ? der parallel zum Kondensator 911 geschaltet ist, ohne Einfluss auf die zulässige Höchstgrenze der Drehgesehwindigkeit der Welle 901. Dies wird dadurch erreicht, dass der Kondensator 911 abwechselnd mit verschiedener Polarität aufgeladen wird. Auf der Welle 901 sitzt eine Kontakteinrichtung mit zwei Stromabnehmern 961 und 962 sowie eine Kontaktscheibe 966 mit kleinem Durchmesser, auf der eine Schleiffeder 960 aufliegt. Der Stromabnehmer 961 ist an den Minuspol, der Stromabnehmer 962 an den Pluspol der Batterie 960 angeschlossen.
Die Spule 915 des Tastrelais ist mit dem Mittelpunkt der Batterie 960 verbunden. In der gezeichneten Stellung der Welle 901 wird der Kondensator 911 über den Stromabnehmer 961, Kontaktseheibe 966, Schleiffeder 960 und geschlossenen Kontakt 910 mit dem negativen Pol der Batterie 960 verbunden.
Der Ladestrom des Kondensators fliesst vom Mittelpunkt der Batterie 960 durch die Spule 915 zum Kondensator 911. Die rechte Kondensatorelektrode ist positiv, die linke negativ aufgeladen. Nach einer Vierteldrehung wird über den Stromabnehmer 962, die Kontakteinrichtung 966. 960 und den geschlossenen Kontakt 910 der positive Pol der Batterie 960 mit der linken Elektrode der Kapazität 911 verbunden.
Der Kondensator 911 wird also mit entgegengesetzter Polarität an die Batterie 960 angeschlossen. Wenn der Kondensator 911 sich in der Zwischenzeit über den Entladungswiderstand 912 gänzlich entladen hatte, so erhält die Spule 915 einen Stromstoss, der den Kondensator von der Spannung Null auf die halbe Spannung der Batterie 960 auflädt, u. zw. hat der Strom in der Spule 97 J abwechselnde Richtung.
Wenn der Parallelwiderstand 912 fehlt, d. h. unendlich gross ist. behält der Kondensator 911 seine ganze aus der vorhergehenden Aufladung herrührende Ladung, bis er bei der folgenden Aufladung auf entgegengesetzt gleiche Spannung umgeladen wird. Der Strom in der Spule 1. erhält dann zwar die doppelte
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da die Zeitkonstante des Ladungskreises unverändert bleibt. Es braucht bei dieser Richtung also nicht abgewartet zu werden, bis sich der Kondensator entladen hat. Somit verschwindet die Entladezeit. die bei den früher beschriebenen Anordnungen abgewartet werden muss, ehe eine Neuaufladung des
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keiten der Welle 901 anwendbar.
Die Erfindung ist nicht nur für Fernmessung brauchbar. sondern in all den Fällen. wo von einer Sendestelle aus zu einer Empfangsstelle durch ein und dasselbe Übertragungsmittel zmei verschiedene Zeichen übertragen werden sollen. Diese Zeichen können, wie beschrieben, die Richtung einer Energie zur Anzeige bringen. Sie können aber auch angeben, ob eine Messgrösse einen vorgeschriebenen Wert über-oder unterschreitet. Mit dieser Meldung lässt sich ausserdem eine Regelung in der Empfangsstelle bewirken, durch den die Betriebsgrösse auf den richtigen Wert gebracht wird.
Eine Einrichtung fiir diesen Zweck besteht an der Mess-und Sendestelle beispielsweise aus einem Zeigermessgerät mit Fallbügel und zweckmässig einstellbaren Kontaktsegmenten unter der Zeigerbahn sowie einer Kontakteinrichtung, die von derselben Messgrösse mit entsprechender Geschwindigkeit angetrieben wird.
Mit den Kontakten des Fallbügelgerätes können Relais verbunden sein. von denen eines erregt wird. wenn der Zeiger eine Überschreitung des Sollwertes anzeigt, das andere bei Unterschreitung des Sollwertes, und die durch einen Umschalter das Verhältnis zwischen Impulszeiten und Pausendauer
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Differentialrelais die ankommenden Zeichen auf und steuert den Servomotor eines Reglers im einen oder andern Sinne.
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sendet dann nur Zeichen eines bestimmten Zeitverhältnisses zwischen den Impulsen und Pausen. An der Empfangsstelle wird dann ein Messgerät oder Relais vorgesehen, dass bei zu grossem oder zu kleinem
Wert der Messgrösse einen Kontakt schliesst und dadurch die notwendige Regelung herbeiführt.
Es macht keine Schwierigkeit, ausser dem Instrument für die Regelung auch noch Anzeie- oder Registrier- geräte aufzustellen, ist aber in manchen Fällen vielleicht unnötig.
Ob die übertragenen Impulse Kommandos für eine Regel Vorrichtung darstellen oder irgendeinen sonstigen Steuervorgang auslösen sollen, ist unwesentlich. Es können durch Änderungen des Zeitver- Iiältnisses zwischen Impulsdauer und Pausendauer beliebige Kommandos übertragen werden. Auch ist die Zahl der unterscheidbaren Zeichen nicht auf zwei beschränkt. Mit Hilfe von zwei Differentialrelais in der Empfangsstelle lassen sich beispielsweise drei verschiedene Zeitverhältnisse unterscheiden.
Das erste Relais enthält z. B. solche Wicklungen, dass es seinen linken Kontakt solange geschlossen hält, als das Verhältnis Impulszeit zu Pausendauer kleiner als 1 : 4 ist.
Bei Überschreitung dieses Wertes sehliesst es seinen rechten Kontakt und legt dadurch den Anker des zweiten Differentialrelais an Spannung. Das zweite Relais schliesst seinen linken Kontakt, wenn das Zeitverhältnis zwischen ein Viertel und ein Halb liegt. Es schliesst seinen rechten Kontakt, wenn das Verhältnis grösser als ein Halb ist. Die Möglichkeit. mehr als zwei unterseheidbare Zeichen senden und empfangen zu können, kann auch ausgenutzt werden, um einen Regelvorgang nicht nur von der Richtung der Abweichung vom Sollwert, sondern auch von der Grösse dieser Abweichung abhängig zu machen.
Dies lässt sich bei einer Einrichtung, die nur zweierlei Zeichen übertragen kann, auch durch Verwendung eines Fallbügelgerätes mit mehr als zwei Kontakt- segmenten in der Empfangsstelle erreichen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Fernübertragung der Umlaufsgeschwindigkeit von Wellen, insbesondere der Wellen von Zählern durch Impulse, dadurch gekennzeichnet, dass jedes tmpulszeichen ans zwei Impulsen besteht. die sieh z. B. durch ihre Richtung oder ihre Dauer oder ihre Frequenz voneinander unterscheiden und deren Reihenfolge von der Drehrichtung abhängig ist, wobei in Abhängigkeit von der Drehrichtung die einen oder die andern Impulse unterdrückt werden, im Falle als sich die Impulse durch ihre Dauer oder ihre Frequenz unterscheiden.