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Einrichtung zur Ferniibertragung von Zeigerstellungen.
Gegenstand der Erfindung ist die Übertragung der Werte von Messgrössen, bei deren Änderung Widerstände geändert werden, auf elektrische Empfangsgeräte, die unter Umständen sehr weit vom Aufstellungsort der Gebergeräte entfernt sind.
Als Empfängergeräte sind für diesen Zweck schon früher elektrische Geräte verwendet worden, bei welchen die einmal erreichte Anzeigestellung auch dann erhalten bleibt, wenn der einstellende Strom ausbleibt oder unterbrochen wird. Die bekanntesten Geräte dieser Art sind die Kreuzspulohmmeter, bei welchen die Einstellkräfte proportional der Stromstärke in den beiden Spulen sind. Bei diesen Geräten ist die Einstellung bekanntlich lediglich von dem Verhältnis der Stromstärken in den beiden Spulen abhängig, jedoch nicht von dem Absolutwert der Stromstärke. Eine Änderung der Einstellung tritt also nur dann ein, wenn das Verhältnis der Stromstärken sich ändert.
In der Praxis treten häufig Fälle auf, in denen eine Fernleitung nur für kurze Zeit zur Übertragung einer Messgrösse zur Verfügung steht ; das ist beispielsweise dann der Fall, wenn es sich darum handelt, die gleiche Fernleitung zum Übertragen von mehreren an der Geberstation befindlichen Messgrössen auf mehrere jeweils zugehörige Empfangsgeräte zu benutzen. Auch zur Lösung dieser Aufgabe sind schon Mittel bekannt geworden, z. B. die Verwendung von Synchronmotoren an der Geber-und an der Empfängerseite, welche die zugehörigen Schaltorgane zur gleichen Zeit einschalten.
Die Erfindung benutzt an sich bekannte Mittel zur Fernübertragung von Messgrössen mit Hilfe von veränderlichen Widerständen. Das Neuartige besteht darin, dass die Übertragung unter Vermeidung von Kontaktschliessung oder Öffnung am Geberwiderstand durch eine besondere Impulssendeeinrichtung mittels eines sehr kurzen Stromstosses erfolgt.
In Fig. 1 ist ein Beispiel für die Erfindung dargestellt. m1 ist die Spule eines beliebigen Messgerätes mit dem Zeiger z,. Zugleich mit der Bewegung der Spule'iIl1 wird der drehbar angeordnete Widerstand f1 bewegt. Auf dem Widerstand r1 liegt mit ganz leichtem Druck die Feder t auf. Diese Feder teilt den Widerstand in zwei Abschnitte, deren Verhältnis der Stellung der Spule Mi entspricht.
Das durch 1n,. und Si angedeutete Messgerät dient als Geber, während ein Kreuzspulohmmeter m2 mit dem Zeiger Z2 als Empfänger dient. Die ganze Übertragungsanordnung wird aus der Batterie q gespeist.
Zur Herstellung der einzelnen Stromimpulse dient ein Pendel p, welches periodische Schwingungen ausführt. Bei jeder Schwingung wird der Kontakt c einmal für kurze Zeit geschlossen und dadurch die Batterie q eingeschaltet.
Jedesmal wenn der Kontakt c geschlossen wird, stellt sich das Messgerät'in2 auf der Empfängerseite entsprechend dem Verhältnis der Widerstandsabsehnitte am Widerstand r1 auf der Geberseite ein. Das Messwerk auf der Empfängerseite zeigt also an seinem Zeiger Z2 die gleiche Anzeige wie der Zeiger Z1 auf der Geberseite. Damit die Übertragung auch ganz sicher erfolgt, ist in den Stromkreis noch der Magnet e eingeschaltet. Dieser Magnet bewirkt, wenn er erregt ist, dass die Feder 1 fest auf den Widerstand r1 aufgepresst wird und damit einen sicheren Kontaktschluss vermittelt.
In den Pausen dagegen, wenn der Kontakt e1 geöffnet ist, berührt die Feder t den Widerstand nur ganz leicht, so dass das Mess- gerät m, sich ungehindert gemäss den Änderungen der Messgrösse einstellen kann.
In vielen Fällen ist es sehr wünschenswert, die Kontaktdauer bei e sehr kurz zu machen. Das gilt insbesondere dann, wenn die später beschriebene Vielfachfernmessung angewendet werden soll. Um
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wird erfindungsgemäss eine kurzzeitige Stromüberlastung angewendet. Da nämlich das Messgerät m2 nur kurzzeitig Strom erhält, kann die Stromstärke ungleich höher als bei Dauerbetrieb gewählt werden.
Dadurch erfolgt selbst bei sehr kurzen Stromstössen eine sichere Einstellung des Messgerätes m2.
Immerhin gibt es Fälle, in welchen z. B. infolge des hohen Widerstandes die Verbindungsleitungen bei grossen Entfernungen der Stromstoss so schwach ist, dass er nur ein anzeigendes Gerät an der Empfangsstelle betätigen kann, jedoch nicht mehr ein schreibendes Gerät mit seinem hohen Stromverbrauch.
In solchen Fällen kann das Empfängergerät 1112 mit einem Sehleifwiderstand 1'2 ausgerüstet werden, auf welchem eine Feder f1 schleift. Durch r2 und f1 wird dann ein stärkerer gegebenenfalls einer besonderen Batterie entnommener Strom gesteuert, welcher die Stellung des schwachen Empfangsgerätes m2 auf ein grosses Sehreibgerät m3 überträgt.
In den Fig. 2 und 3 sind einige besondere Ausführungsformen des Widerstandes 1i in Fig. 1 dargestellt. Der Widerstand 1'1 ist in engen Windungen zickzackförmig auf eine kleine Walze aufgebracht.
Die Feder 1 schleift auf dieser Walze und teilt dadurch den Gesamtwiderstand zwischen a und b in zwei Teilwiderstände af und bf, deren Verhältnis dann die Stellung der Spule m1 in Fig. 1 wiedergibt. In Fig. 3 ist der gesamte Widerstand in ein ringförmiges Glasrohr eingebaut, welches teilweise mit Quecksilber gefüllt ist. In dieses Ringrohr sind drei Zuführungen a, b und c eingeschmolzen. a und b sind die Enden des Widerstandes, während c mit dem Quecksilber in Verbindung steht. Wird ein solches Ringrohr auf die Achse der Spule 1111 gesetzt, so folgt es allen Stellungsänderungen dieser Spule.
Die dadurch hervorgerufene Verschiebung des Quecksilbers im Ringrohr ändert dann die Widersände M'i und 11'2, so dass das Verhältnis dieser Widerstände als Mass für die Stellung der Spule m1 benutzt werden kann.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausgestaltung des Empfängergerätes m2 dargestellt. Statt des in Fig. 1 gezeigten Widerstandes r2 steuert das Messgerät m2 einen kleinen kollektorartig gebauten Schalter Durch diesen Schalter kann eine Reihe von Glühlampen nacheinander eingeschaltet werden, welche hinter einer transparenten Skala m4 angeordnet sind. Die jeweils eingeschaltete Lampe gibt dann den übertragenen Messwert an.
Die Erfindung gewinnt eine besondere Bedeutung in dem schon besprochenen Falle, dass mehrere Messgrössen auf der gleichen Leitung übertragen werden sollen, weil dann jedes Anzeigeinstrument bei der Empfangsstation um so viel schneller wieder einer neuen Einstellung folgen kann, je weniger Zeit die Mehrheit von Instrumenten insgesamt beansprucht.
In Fig. 5 ist eine Umschalteinrichtung dargestellt, die sich besonders gut für den vorliegenden Fall eignet. Sie enthält auf der unteren Seite, der Geberseite G, den Apparatesatz 1-12 und auf der oberen Seite, der Empfangsseite E, einen genau gleichen Apparatesatz 1'-12'. Beide Apparatesätze sind durch die drei Fernleitungen L unter Zwischenschaltung einer Batterie B miteinander verbunden. An den Apparatesatz auf der Geberseite G sind die Spannungsteile ?, 6, c usw. angeschlossen, welche dem Widerstand 1'1 mit der Schleifbürste 1 der Fig. 3 entsprechen. Auf der Empfängerseite E sind die Ohmmeter a', b', c'usw. an den Apparatesatz angesschlossen, welche dem Empfangsgerät m2 der Fig. 3 entsprechen.
Sowohl auf der Geberseite wie auf der Empfängerseite besteht nun der Apparatesatz aus folgenden Teilen :
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hebel 4 auf der Geberseite G stets genau die gleiche Stellung hat wie der Schalthebel 4'auf der Empfängerseite E, ist auf der Achse 3 (3') eine Daumenscheibe 6 (6') befestigt, in welche ein Sperrhaken 7 (7') eingreift. An diesem Sperrhaken sitzt ein Magnetanker 8 (8'), der bei Stromfluss von dem Elektromagneten 9 (9') angezogen wird. Durch die Spulen der beiden Magnete 9 (9') kann nur Strom fliessen, wenn die beiden Hebelarme 4 und 4'über den beiden Kontakten 11 und 12 bzw. 11'und 12'stehen.
In diesem Augenblick ziehen die beiden Magnete 9 und 9'die Arme 8 und 8'an, so dass die Sperrzähne 7 und 7' gehoben und dadurch die Daumenräder 6 und 6'freigegeben werden.
Es kann insbesondere beim Anlauf der Schalteinriehtung der Fall eintreten, dass die Achsen und wohl mit gleicher Winkelgeschwindigkeit umlaufen, dabei aber die relative Winkelstellung der Hebel 4 und 4'nicht übereinstimmt. Die Hebel 4 und 4'gleiten dann nicht gleichzeitig über die Kontaktstücke 11, 12 am Geber und die Kontaktstücke 11', 12'am Empfänger. Es sei z. B. der Hebel 4'etwas voraus, dann fliesst, wenn der Daumen des Rades 6'an den Sperrhaken 7'ankommt, in der Spule 9' noch kein Strom. Die Welle 3'und damit der Hebel 4' wird so lange angehalten, bis auch am Geber der etwas verspätete Hebel 4 auf den Kontakten 11 und 12 angekommen ist.
Jetzt ziehen beide Magnete die Sperrklinken 7 und 7'hoch, und beide Hebel 4 und 4'drehen sich nicht nur synchron, sondern auch in der richtigen relativen Winkelstellung, d. h. phasengleich, weiter.
Nachdem auf solche Weise der synchrone und phasengleiche Gang der beiden Hebel 4 und 4' gesichert ist, verbinden diese Arme auf der Geberseite G und auf der Empfängerseite B jedesmal entsprechende Geber a, b, e mit entsprechenden Empfängern s', b', c'usw. In der in der Fig. a dargestellten
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