DE102607C

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Publication number: DE102607C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 74:'Signalwesen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 13. Mai 1897 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft eine selbstthä'tig wirkende Vorrichtung zur Uebertragung der Angaben irgend eines mit einem Zeiger versehenen Instrumentes in die Ferne.

Diese Vorrichtung gestattet insbesondere, durch ein Meisinstrument, wie Thermometer, Barometer, Manometer u. s. w., einen in beiiebiger EnTtTeTnIiHg aufgestellten Empfänger mittelst eines einzigen Drahtes auf elektrischem Wege in Thätigkeit zu setzen.

Die Vorrichtung stellt bei jeder Verschiebung des Zeigers einen elektrischen Stromschlufs von einer genau bestimmten Zeitdauer her, derart, dafs ein elektrischer Strom durch den Leitungsdraht gesendet wird, der so lange andauert, um das Relais des Empfängers zu erregen.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Theile: 1. eines beweglichen Gegenzeigers, an dessen Enden zwei Anschläge in Gestalt von einander isolirter StromschlufsstUcke angeordnet sind , gegen welche sich der Zeiger legt, wenn er sich in dem einen oder dem anderen Sinne bewegt; 2. eines kleinen Elektromotors, der als Hülfsmotor dient und so eingerichtet ist, dafs er sich in dem einen oder dem anderen Sinne dreht, je nachdem der Zeiger gegen das eine oder das andere Stromschlufsstück des Gegenzeigers stöfst; 3. einer durch diesen Elektromotor angetriebenen mechanischen Vorrichtung, welche zwei von einander ganz unabhängige Stromverbindungen beherrscht, von denen die eine oder die andere, je nach dem Drehungssinn des Motors, für eine bestimmte Zeitdauer geschlossen wird, derart, dafs in die Leitung entweder ein positiver oder negativer Stromstofs gesendet wird, je nachdem der Zeiger gegen den einen oder den anderen Anschlag des Gegenzeigers zum Anschlagen kommt, welcher seine Ausschläge begrenzt; 4. einer mechanischen Vorrichtung, welche aus einer Reihe von Zahnrädern besteht, die von der letztgenannten Vorrichtung getrieben werden, zum Zwecke, den Gegenzeiger in seine normale Stellung zurückzuführen, in welcher die beiden Contactanschläge in gleicher Entfernung vom Zeiger sind.

Auf den Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel die Uebertragungsvorrichtung in Verbindung mit einem Thermometer dargestellt, dessen Angaben sie übertragen soll.

Fig. ι zeigt den Apparat in Vorderansicht, Fig. 2 in Hinteransicht, Fig. 3 in Seitenansicht. Fig. 4 stellt im Grundrifs die elektrischen Verbindungen, Fig. 5 ein Schema dar, in welchem der Uebertragungsapparat mit einem Empfängerund Registrirapparat verbunden ist. Fig. 6 zeigt eine Abänderung in der Anwendung der Vorrichtung.

Bei der Uebertragungsvorrichtung ist der Ausschlag des Zeigers a des Instrumentes, dessen Bewegung man übertragen will (im vorliegenden Falle also eines Thermometers), durch zwei Anschläge b¹ b² an einem Gegenzeiger b begrenzt, der sich über einer Kreistheilung c bewegt.

Die beiden Anschläge b¹ b'² am Gegenzeiger sind von einander isolirt und mittelst zweier Stromschiufsfedern d^l d² mit der Magnetwickelung e eines kleinen Elektromotors verbunden; diese Wickelung besteht aus zwei Drähten,

deren jeder mit einem der Anschläge b^l b² verbunden und so gewickelt ist, dafs der Anker f des Feldmagneten sich in dem einen oder dem anderen Sinne dreht, je nachdem der Strom den einen oder den anderen Draht durchfliefst.

Der Zeiger α ist in den Stromkreis eingeschaltet, welcher den kleinen Elektromotor in Thätigkeit setzt; der Strom wird jedesmal geschlossen, wenn der Zeiger α mit einem der Anschläge b'¹ b² in Berührung kommt, und der Anker_/ so lange gedreht, bis diese Berührung aufgehoben ist, und zwar in dem einen oder dem anderen Sinne, je nachdem der Zeiger a den Anschlag b^l oder b² berührt.

Auf der Welle g des Ankers/ ist ein Zahntrieb h befestigt, der durch Vermittelung von Zahnrädern und Zahntrieben ij kl seine Drehbewegung auf das auf der Achse η befestigte Zahnrad in überträgt.

Dieses Zahnrad m steuert je nach seinem Drehungssinne die eine oder die andere der beiden Gruppen von Organen, deren jede so eingerichtet ist, dafs ein Stromschlufs von bestimmter Dauer hergestellt wird, so oft sie in Bewegung gesetzt werden.

Zu diesem Zwecke trägt das Zahnrad in zwei entgegengesetzt gerichtete Schaltklinken ο o^l, von welchen jede eins der beiden zugehörigen Schaltzahnrä'der pp^l mitnimmt, welche auf der Achse η frei drehbar angeordnet sind.

Das Rad in nimmt also je nach seinem Drehungssinne das eine oder das andere der beiden Räder pp¹ mit.

Die Sperrhaken qq^l halten diese Räder fest, wenn sie von den zugehörigen Schaltklinken ο o¹ nicht angetrieben werden.

Jedes der beiden Räder pp^l kann sich also nur in einem bestimmten, dem des anderen entgegengesetzten Sinne drehen.

Jedes der Schalträder pp^l trägt ein Daumenrad r bezw. r¹, welches mittelst des Hebels s bezw. s¹ die Schaltklinken t bezw. t¹ bewegt, welche durch die Spannkraft der Federn iiu¹ stets wieder in ihre Anfangslage zurückgeführt werden.

Diese Schaltklinken tt¹, von welchen unter der Wirkung der Daumenräder r r^l die eine von links nach rechts, die andere von rechts nach links bewegt wird, treiben je ein Schaltzahnrad ν bezw. v¹, welches bei seiner Umdrehung je einen Sperrzahn w bezw. n>¹ zurückstöfst und mit einer Stromschlufsfeder χ bezw. x¹ in Berührung bringt.

Damit diese Berührung während einer bestimmten Zeitdauer erhalten wird, treibt jedes der Schaltzahnräder ν ν¹ mittelst eines Räderwerkes ein Flügelrad y bezw. y¹ an.

Um den Gegenzeiger b beständig wieder in seine Ausgangsstellung zurückzuführen, derart, dafs die beiden Anschläge im gleichen Abstande vom Zeiger α liegen, überträgt die Achse η mittelst einer Zahnradübersetzung ihre Drehbewegung auf die Achse ^, welche den Gegenzeiger b trägt.

Fig. 5 zeigt die Uebertragungsvorrichtung in Verbindung mit einem Empfänger A.

Dieser Empfänger enthält ein Relais B, welches den Zeiger eines Theilkreises D in dem einen oder dem anderen Sinne dreht, je nachdem die oben beschriebene Uebertragungsvorrichtung einen positiven oder negativen Stromstofs in die Leitung schickt.

Das Relais B ist vollständig eingeschlossen in ein im Innern des Kastens des Apparates A befestigtes Gehäuse, welches alle Empfängertheile umschliefst, derart, dafs man den Apparat B nicht in Unordnung bringen und verstellen kann, wenn man den Kasten öffnet, sei es, um das Papier der Registrirwalze zu wechseln, sei es, um den Schreibstift mit Tinte zu füllen u. s. w.

Die Thätigkeit der Uebertragungsvorrichtung vollzieht sich in folgender Weise:

Wenn die Temperatur beispielsweise steigt, so dreht sich der Zeiger nach rechts und stöfst gegen den Anschlag b^l des Gegenzeigers b, der elektrische Strom, welcher den Hülfsmotor antreibt, wird hierdurch geschlossen, und der kleine Elektromotor dreht sich im Sinne des Pfeiles Fig. 2.

Die Welle g des Ankers f theilt also ihre Bewegung durch Vermittelung der Zahntriebe und Räder h ij k I dem Zahnrad in mit.

Das Rad in nimmt das Schaltrad ρ mit, während das Rad p^l in Ruhe bleibt.

Infolge dessen bewegt das Daumenrad r die Schaltklinke t. die bei ihrer Vorwärtsbewegung das Schaltrad ν dreht; letzteres drückt bei seiner Umdrehung den Sperrzahn n> gegen die Feder χ und versetzt das Flügelrad y in Umdrehung, welches den so hergestellten Stromkreis während einer bestimmten Zeit geschlossen erhält.

Der Sperrzahn n> und die Feder χ schliefsen auf diese Weise den Hauptstromkreis, und es wird ein Stromstofs in die Leitung geschickt, und zwar während einer bestimmten Zeit, die stets die gleiche bleibt, wie lange auch die Berührung des Zeigers α mit dem Anschlag b^l dauern mag.

Die Achse η des Rades in überträgt eine sehr langsame Bewegung auf die Achse \ des Gegenzeigers b derart, dafs dieser letztere im Sinne des Ausschlages des Zeigers verstellt wird.

Wenn der Zeiger α sich gegen einen der Anschläge des Gegenzeigers b legt, so wird der elektrische Stromkreis geschlossen; der Strom geht dann durch den Hülfsmotor hindurch, welcher, dadurch in Thätigkeit gesetzt, eine Verstellung des Gegenzeigers in dem Sinne

herbeiführt, dafs der betreffende Anschlag mit dem Zeiger a aufser Berührung kommt.

Sobald der betreffende Anschlag sich so weit vom Zeiger α entfernt hat, dafs der Strom unterbrochen ist, bleibt der Hülfsmotor stehen bis zu dem Augenblick, wo der Zeiger a wieder mit einem der beiden Anschläge b^l b² in Berührung tritt.

Wenn der Strom unterbrochen wird, so macht der Hülfsmotor unter der Wirkung seiner lebendigen Kraft noch einige Umdrehungen, welche genügen, um den Gegenzeiger so weit zu verstellen, dafs der Zeiger α ungefähr in der Mitte zwischen beiden Anschlägen b^l b'² steht.

Die Entfernung zwischen den beiden Anschlägen b¹ b'² bestimmt man erfahrungsgemäfs derart, dafs der zweite¹ Anschlag unter der Wirkung der lebendigen Kraft des Motors mit dem Zeiger α noch nicht in Berührung kommen kann.

Natürlich wird durch den Abstand der beiden Anschläge eine gewisse Verzögerung des Empfängers bedingt, aber dieses Nachbleiben stört die Genauigkeit nicht, da es stets in ganz bestimmten Grenzen bleibt.

Wenn der Zeiger α seine Bewegung nach rechts fortsetzt, so bleibt die Berührung zwischen diesem Zeiger und dem Anschlag b¹ des Gegenzeigers b erhalten, und der Motor dreht sich immer in demselben Sinne. Unter diesen Umständen wird der Stromschlufs w χ von neuem hergestellt und infolge dessen ein Stromstofs in die Leitung geschickt, so oft das Daumenrad r den Hebel s anhebt.

Wenn umgekehrt der Zeiger α rückwärts geht, so stöfst er gegen den Anschlag b², und der Strom wird dem Hülfsmotor in entgegengesetzter Richtung zugeführt, so dafs sich der Anker f in dem dem eingezeichneten Pfeile entgegengesetzten Sinne dreht.

In diesem Falle bleibt das Schaltzahnrad ρ in Ruhe, und das Schaltrad p^l wird vom Zahnrad m mitgenommen; dadurch wird der Stromschlufs w^l x¹ in derselben Weise hergestellt, wie der Stromschlufs w χ im vorher beschriebenen Falle, und es wird ein Stromstofs in die Leitung geschickt.

Dieser Stromstofs hat eine dem durch den Contact w χ in die Leitung geschickten entgegengesetzte Richtung, derart, dafs die Empfänger in dem einen oder dem anderen Sinne in Thätigkeit gesetzt werden, je nachdem die Schlufsstücke n> χ oder w¹ x¹ geschlossen werden.

Die Uebertragungsvorrichtung, die von atmosphärischen Störungen ganz unabhängig ist, gestattet auch, die Angaben eines Instrumentes (Thermometer, Barometer, Hygrometer u. s. w.) beständig aufzuzeichnen, wobei das Instrument selbst an einem Ort aufgestellt sein kann, der zu gewissen Jahreszeiten unzugänglich ist.

Aufserdem bedarf die beschriebene Uebertragungsvorrichtung nur eines einzigen Drahtes, wodurch die Anlagekosten erheblich verringert werden.

Die Erfindung ermöglicht auch, die Angaben mehrerer Instrumente nach einander durch denselben einzigen Draht in die Ferne zu übertragen; zu diesem Zwecke wird für jedes Instrument die beschriebene Vorrichtung angeordnet und eine abwechselnde Unterbrechung des Stromkreises der Motoren etwa in dessen Rückleitung zum Element bewirkt.

Sobald der Stromkreis unterbrochen ist, bleibt der Zeiger jedes Instrumentes, welcher auf seiner Achse etwas elastisch befestigt ist, immer zwischen den beiden Anschlägen des Gegenzeigers b bezw. in Berührung mit einem der Anschläge stehen, da der Hülfsmotor stromlos ist und deshalb stehen bleibt, so dafs der Gegenzeiger nicht weiter verstellt wird. Wenn aber der Stromkreis geschlossen ist, so setzt sich der Hülfsmotor in Bewegung, der Gegenzeiger b dreht sich und gestattet dem Zeiger a, sich auf den richtigen Punkt der Kreistheilung einzustellen. Gleichzeitig wird entweder ein positiver oder negativer Stromstofs in die Leitung geschickt, so oft, wie es nöthig ist, um den Rückstand der Angabe des Instrumentes einzuholen, und das Relais der Empfängerstelle verstellt in dem einen oder dem anderen Sinne den Zeiger oder dergl. dieses Apparates.

Die verschiedenen Instrumente (Thermometer, Barometer, Hygrometer u. s. w.) haben alle ihren eigenen Hülfsmotor und sind beispielsweise um einen kreisförmigen Umschalter angeordnet, welcher den jedem von diesen Instrumenten entsprechenden Stromkreis schliefst. Ein genau entsprechender Umschalter ist in der Empfängerstelle angeordnet, derart, dafs die verschiedenen Empfangsvorrichtungen je einem der Instrumente zur Messung der Temperatur, des Druckes u. s. w. entsprechen und abwechselnd von letzteren in Thätigkeit gesetzt werden. Die beiden Umschalter werden entweder durch zwei Motoren oder durch synchron laufende Uhrwerke gesteuert und bedürfen einer besonderen Verbindung, um diesen Synchronismus zu sichern.

Die Abzweigung, welche dem Instrument entspricht, das seine Angabe übertragen soll, mufs an die Leitung jedesmal vor Schlufs des Stromkreises des Hülfsmotors desselben Instrumentes angeschlossen werden, und die Verbindung dieser Abzweigung mit der Leitung darf erst nach der Unterbrechung des Stromkreises des Hülfsmotors desselben Instrumentes unterbrochen werden, nachdem die Angaben übertragen sind.

Während der Zwischenzeit, welche zwischen dem Antriebe der beiden auf einander folgen-

den Vorrichtungen verfliefst, kann der Leitungsdraht an Erde angeschlossen werden, damit der Draht sich stets entladen kann und damit Störungen durch die Elektricität der Atmosphäre vermieden werden.

Im Falle, dafs Empfänger in einer geringen Entfernung aufgestellt ist, kann die elektrische Uebertragung auch durch eine mechanische ersetzt werden.

Die Kraft wird in diesem Falle der Welle des Hülfsmotors unmittelbar entnommen und durch irgend eine geeignete Vorrichtung (Zugstange, Kette ohne Ende, Zahnräder u. s. w.) nach dem Empfänger übertragen.

Man kann auch an eine öffentliche Säule oder dergl. Zeiger von sehr bedeutender Gröfse anbringen, welche Temperatur, Druck u. s. w. anzeigen; solche Zeiger sind Störungen durch äufsere Einwirkungen nicht unterworfen.

Ebenso kann man auch die Temperatur eines jeden Saales und eines jeden Apparates (z. B. eines Destillationsapparates) mittelst der beschriebenen Vorrichtung regeln, indem man die Welle des Elektromotors mit einem Hahn R oder einem Regelungsschieber in Verbindung bringt, welcher den Zutritt von Dampf, Wasser, Luft oder Gas regelt, welches als Heizmittel dient (Fig. 6).

Um die Stellung des Hahnes zu regeln, wird durch das Küken an jedem Ende seiner Verstellungsbahn (d. h. in den Stellungen, in weichen er vollkommen geschlossen oder vollkommen offen ist) ein Stromschlufs unterbrochen , der im Stromkreise des Hülfsmotors liegt.

Natürlich kann die beschriebene Uebertragungsvorrichtung in verschiedenartigster Weise angewendet und in der Form, den Gröfsenverhältnissen und den Nebenapparaten je nach den vorliegenden Bedingungen abgeändert werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι. Vorrichtung zur Uebertragung der Angaben von Zeigerinstrumenten, welche einen mit ■ dem Zeiger des Instrumentes concentrisch angebrachten Gegenzeiger besitzen, der zu beiden Seiten elektrische Stromschlufsstücke trägt, dadurch gekennzeichnet, dafs die Bewegung dieses Gegenzeigers durch einen von einer Stromquelle angetriebenen Elektromotor bewirkt wird, in der Weise, dafs, sobald das eine oder das andere der Stromschlufsstücke von dem Zeiger berührt wird, je nachdem der letztere nach rechts oder nach links ausschlägt, dieser Elektromotor und der mit diesem durch ein Getriebe in zwangläufiger Verbindung stehende Gegenzeiger in dem einen oder dem anderen Sinne so gedreht wird, dafs der Gegenzeiger der Bewegung des Zeigers nachfolgt und das betreffende Stromschlufsstück des letzteren aufser Berührung kommt, wobei durch die Drehung des Elektromotors zugleich ein Stellwerk je nach seiner Drehrichtung in dem einen oder anderen Sinne bewegt wird, zum Zwecke, entfernt angeordnete Empfänger mit beliebigem Energieaufwand ohne Rückwirkung auf das Zeigerinstrument nach Mafsgabe der Zeigerausschläge bewegen zu können.
2. Eine Ausführungsform der zu i. bezeichneten Vorrichtung, bei welcher die Verstellung des in geringer Entfernung angeordneten Empfängers unmittelbar durch die Arbeitsleistung des Elektromotors bewirkt wird.
3. Eine Ausführungsform der zu 1. bezeichneten Vorrichtung zum Antrieb von in grofser Entfernung angeordneten Empfängern, bei welcher durch das Stellwerk des Elektromotors nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen je nach der Drehrichtung des letzteren elektrische Verbindung von abgemessener Zeitdauer in dem einen oder dem anderen Sinne hergestellt wird, durch welche das Relais des Empfängers in dem einen oder dem anderen Sinne in Thätigkeit tritt und der Empfänger dementsprechend um ein bestimmtes Mafs verstellt wird.
4. Die Verbindung einer Anzahl der zu 1. bezeichneten Vorrichtungen in der Weise, dafs diese Vorrichtungen durch einen Umschalter in regelmäßigen Zwischenzeiten nach einander an einen gemeinschaftlichen Fernleiter angeschlossen und durch einen synchron zum ersten bewegten zweiten Umschalter der Empfängerstation mit einem entsprechenden Empfänger oder dergl. in Verbindung gesetzt werden, zum Zwecke, mittelst einer gemeinschaftlichen Leitung die Angaben -einer gröfseren Anzahl von Zeigerapparaten in beliebiger Entfernung zur Wirkung zu bringen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.