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Verfahren zur elektrischen Fernsteuerung mechanischer Einrichtungen drahtlos oder mit Ililfe einer Leitung.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um bei zwei oder mehreren gleichartigen Apparaten, z. B. zwei drehbar angeordneten Teilkreisen, die mit Zahlen oder Buchstaben verseheu sind, oder auch zwei gleichartigen Hebeln oder beweglich angeordneten Bändern, mit Hilfe eines elektrischen Übertragungsverfahrens eine einwandfreie Übereinstimmung ihrer jeweiligen Stellung zu einer Anzeigevorrichtung, z. B. einem Zeiger, festzustellen. Darüber hinaus kann das Verfahren auch dazu angewendet werden, um mit Hilfe des vorerwähnten elektrischen Übertragungsverfahrens den zweiten Apparat automatisch in die gleiche Stellung zu bringen, die dem ersten Apparat primär erteilt wird.
Zur Übertragung der Stellungsänderung des ersten Apparates auf den zweiten oder auf mehrere. wird ein auf der Gebe-oder Sendeseite mit Hilfe von Phonogrammen erzeugter Wechselstrom mit Frequenzspektrum, d. h. ein Wechselstrom mit unregelmässiger Kurvenform verwendet, der durch einen auf der Empfangsseite synchron erzeugten Wechselstrom von gleicher Frequenz-und Kurvenform kompensiert wird. Die Veränderung des auf der Sendeseite befindlichen Apparates, z. B. die Lageveränderung eines Teilkreises, bewirkt auf der Sendeseite eine Phasenänderung des Sendeweehselstromes, wodurch auf der Empfangsseite eine Störung der Kompensation eintritt. Diese Störung der Kompensation ist erst dann aufgehoben, wenn die auf der Empfangsseite befindliche Einrichtung den gleichen Zustand wie die sendende erreicht hat.
In der Zeichnung ist an einem Anwendungsbeispiele die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert :
Es handelt sich darum, die Stellung eines Zeigers 1 auf einer feststehenden Skala. 3 mit Hilfe einer Leitung 3 auf einen Zeiger 4 einer feststehenden Skala 5 zu übertragen. Zu diesem Zwecke ist der Zeiger 1 mit einem in Lagern 6 drehbar angeordneten Stator eines Synehronmotors 7, der von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Wechselstromquelle, z. B. von einem stimmgabelgesteuerten Röhrengenerator, gespeist wird. Auf der Rotorachse 8 dieses Synchronmotor 7 ist eine Scheibe 9 aus durchsichtigem Material angeordnet, die an ihrem äusseren Umfange eine Lichttonaufzeiehnung trägt, die den Charakter eines Geräusches hat.
Diese Lichttonaufzeichnung wird mit Hilfe einer Beleuchtungsvorrichtung 10 und einer Photozelle 11 abgetastet und über einen Verstärker 12 und einen Transformator 13 der Leitung 3 zugeführt. Die Leitung. 3 ist auf der Empfangsseite durch einen Transformator 1 : 3' abgeschlossen.
In den Stromkreis 3 wird sowohl auf der Sendeseite als auch auf der Empfangsseite je ein Galvanometer 15, 15'eingeschaltet, das etwaige in der Leitung fliessende Wechselströme anzeigt.
Auf der Empfangsseite befindet sich zunächst eine der Sendeseite entsprechende Anordnung, bestehend aus einem Synchronmotor 7', auf dessen Rotoraehse ebenfalls eine dem Phonogramm 9 genau ent-
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lungshebel19 in der Richtung des Pfeiles gestellt ist. Der Synchronmotor 7'wird so, wie der Synchron- motor 7, von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Wechselstromquelle, die mit der das Synchronmotors 7 identisch ist, angetrieben. Setzt man nun den Synchronmotor 7 in Bewegung, so wird durch das rotierende Phonogramm 9 in der Photozelle 11 und dem daran angeschlossenen Verstärker ein Wechselstrom mit einem Frequenzspektrum erzeugt, dessen Periode durch die Umdrehungszahl gegeben ist. Der Stator des Synchronmotor wird z.
B. so eingestellt, dass der Zeiger 1 auf der Skala' auf 0 zeigt. Da nun in der Leitung 3 ein Wechselstrom fliesst, zeigen die beiden Galvanometer 15 und 15'einen endlichen Stromwert an. Nun setzt man auf der Empfangsseite ebenfalls den Synchronmotor in Bewegung, wodurch über die Photozelle 11'dem Verstärker 12'und dem Transformator. H' ebenfalls ein Wechselstrom in die Leitung. 3 gegeben wird, der hinsichtlich Frequenz. Kurvenform und Amplitude dem in der Leitung bereits vorhandenen entspricht. Da jedoch der Anlauf der Synchronmotoren zwar synchron, aber nicht gleichphasig erfolgt, so bewegt man nun mit Hilfe des Handgriffes 20'den Stator des Synchronmotor 7', bis die Phasenübereinstimmung zwischen den beiden auf der Sende-und der Empfangsseite erzeugten Wechselströmen erreicht ist.
Da der empfangsseitig erzeugte Wechselstrom durch den Transformator 7J'um 180"in der Phase verschoben ist, heben sich der sendeseitig und empfangsseitig erzeugte Wechselstrom bei Phasengleichheit. auf und die Galvanometer zeigen sowohl auf der Sende-als auch auf der Empfangsseite ein Minimum an. Jetzt wird mit Hilfe des Hebels 19 auf der Empfangsseite der Zeiger 4 über die Welle 16'und die Kupplungsscheibe 17 mit dem Stator des Empfängersynehronmotors starr verbunden. Nun ist die Anlage für die Übertragung vorbereitet. Bewegt man durch Drehen des Griffes 20 den Stator des Synchronmotor und damit den Zeiger 1 von 0 beispielsweise auf irgendeine andere Zahl, z.
B. 10 oder 20, so ist im gleichen
Augenblick am Empfangsorte die Kompensation gestört, was sowohl am Sende-als auch am Emp- fangsorte durch den Ausschlag der Galvanometer erkennbar wird. Auf der Empfangsseite dreht man nun den Stator des Empfängermotors mit Hilfe des Handgriffes. 20' so weit durch, bis die Kompen- sation wieder hergestellt ist und das Empfangsgalvanometer ein Minimum anzeigt. Ist dies erreicht, so stimmen die Stellungen der Zeiger 1 und 4 auf den dazugehörigen Skalen überein. Da das Minimum nur bei präziser Übereinstimmung der Phase erreicht wird, so ist die Zeigerübereinstimmung eben- falls eine sehr genaue. Auf diese Art und Weise lässt sieh bequem jede Zeigerstellung sofort auf den
Empfangsapparat übertragen.
Es ist selbstverständlich, dass das Nachstellen der Phasen auf die
Phasen auf der Empfangsseite durch einen zusätzlichen Elektromotor, der mit Hilfe eines auf das
Minimum ansprechenden Relais gesteuert wird, erfolgen kann, u. zw. wird so verfahren, dass der Hilfs- motor nur beim Erreichen des Minimums abgeschaltet wird und beim Auftreten eines höheren Stromes, also bei mangelhafter Kompensation, automatisch eingeschaltet wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung lässt sich nicht nur zur Übertragung von Zeigerstellungen verwenden. Setzt man an Stelle der Zeiger 1 und 4 beispielsweise Trommeln auf die Wellen, die mit dem Stator gekuppelt sind, und bringt auf deren äusseren Umfang Buchstaben oder Zahlentypen an, so kann man diese Einrichtung ohne weiteres zur direkten Übermittlung von Buchstabenschrift ver- wenden. Speziell in der Verwendung dieser Einrichtung als Typendrucktelegraphen liegen gegenüber den vorhandenen Systemen verhältnismässig grosse Vorteile. Während bei den normalen Typendruckern zu jedem einzelnen Buchstaben eine Reihe verschiedener Schaltvorgänge erforderlich sind. genügt hier ein-und derselbe Vorgang, nämlich das Drehen der Phase um einen bestimmten Wert, um jeweils ein Zeichen zu übertragen.
Dadurch lässt sich bei entsprechend hoher Tourenzahl der Sendephono- gramme eine sehr hohe Telegraphiergeschwindigkeit erreichen. Es ist selbstverständlich, dass bei der Verwendung der Einrichtung als Typendruektelegraph das Durchdrehen des Stators auf der Empfangsseite nicht von Hand aus, sondern durch einen Motor erfolgt. Lässt man den Zeiger 4 statt über eine einfache Skala über verschiedene Kontaktsegmente schleifen, die man auf dem Umfange der Scheibe 5 anbringt, so kann man die verschiedensten Sehaltvorgänge ebenfalls durch einen einheitlichen Vorgang bei der Sendung auslösen.
Auch hiebei kann bedenkenlos die Anzahl der Kontaktsegmente sehr hoch getrieben werden. wodurch ein verhältnismässig einfaches Fernsteuerungssystem entsteht. das selbstverständlich euch ohne Leitung und mit Hilfe der Hochfrequenztelephonie betätigt werden kann.
Es ist selbstverständlich, dass die Phasenverschiebung auf der Sendeseite auch anders als in der beschriebenen Weise, d. h. durch Drehen des Stators des Synchronmotor erfolgen kann. So z. B. durch eine Verlagerung der Abtasteinrichtung für das Phonogramm. Ebenso ist es möglich, an Stelle der liehtelektrisehen Abtastung eine elektromagnetische oder elektromechanisehe Abtastung entsprechender Phonogramme vorzunehmen.
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