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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einstellung eines
auf einer Bahn geführten, mit einem Antrieb versehenen Körpers auf mindestens einen
Punkt seiner Fahrbahn, bei der der Körper einen mit einer Aufnahmespule versehenen
auf elektromagnetische Wellen ansprechenden Empfänger trägt, in dem auf Grund von
zwei längs der Bahn angeordneten, ein elektromagnetisches Feld hervorrufenden Leitkabeln
ein Steuersignal erzeugt wird.
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Es ist bereits eine elektronische Wegmarkierung bekannt, die in unwegsamen
Gegenden, z. B. in der Arktis angewendet wird, wo feste Wege wegen der ständigen
dicken Schnee- und Eisbedeckung nicht angelegt werden können und optische Markierungen
wegen der durch Schneestürme oder Nebel bedingten schlechten Sicht nicht brauchbar
sind. Bei dieser bekannten Anordnung sind zwei einen Wechselstrom führende Kabel
rechts und links neben dem zu befahrenden Weg parallel zueinander angeordnet und
unter den Schnee gelegt. Diese beiden Kabel erzeugen je ein magnetisches Wechselfeld,
das von einer zwischen den Kabeln auf einem Fahrzeug befindlichen Antenne empfangen
wird. An den in der Antenne indizierten elektrischen Spannungen kann man dann laufend
erkennen, ob das Fahrzeug in der gewünschten Lage und Richtung zwischen den Kabeln
verbleibt.
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Der Nachteil dieser bekannten elektronischen Wegmarkierung besteht
darin, daß das Fahrzeug nur längs der beiden Kabel geführt, aber nicht an einen
bestimmten Ort oder Punkt auf seiner Bahn, den man auswählen möchte, stillgesetzt
werden kann.
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Die Vorrichtung soll auch mit einer Interpolationsvorrichtung versehen
werden können, um Stellungen zwischen den Bahnpunkten einnehmen zu können.
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Die Erfindung ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art
darin zu sehen, daß von dem Bahnpunkt aus die beiden Leitkabel in entgegengesetzter
Richtung zu den Bahnenden verlaufen und daß in dem Bahnpunkt eine Wechselspannungsquelle
mit ihrem einen Pol mit den Leitkabeln verbunden ist, während der andere Pol der
Wechselspannungsquelle mit Rückleitungen von den Kabelenden an den Bahnenden verbunden
ist.
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Vorzugsweise sind mehreren Bahnpunkten entsprechende Leitkabelstellen
über einen Wahlschalter mit dem einen Pol der Wechselspannungsquelle verbindbar.
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In solchen Fällen empfiehlt es sich dann, parallel zu und neben den
Leitkabeln zwei weitere Leitkabel vorzusehen, die von einem weiteren Bahnpunkt aus
in entgegengesetzter Richtung zu den Bahnenden laufen, und in dem weiteren Bahnpunkt
eine weitere Wechselspannungsquelle mit ihrem einen Pol mit den weiteren Leitkabeln
zu verbinden, während der andere Pol der weiteren Wechselspannungsquelle mit Rückleitungen
von den Kabelenden an den Bahnenden verbunden ist.
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Wenn mehrere weitere Bahnpunkte angesteuert werden sollen, dann können
entsprechende Stellen der zwei weiteren Leitkabel über einen weiteren Wahlschalter
mit dem einen Pol der weiteren Wechselspannungsquelle verbunden werden. Die beiden
Wahlschalter sind mechanisch derart gekuppelt, daß je zwei benachbarte, je dem anderen
Leitkabel zugeordnete Punkte mit der zugehörigen Wechselspannungsquelle verbunden
sind.
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Die Vorrichtung kann mit Vorteil z. B. bei Förder-
anlagen oder Förderwagen,
jedoch auch bei Werkzeugmaschinen zur Positionierung von Werkzeugen verwendet werden.
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Weitere Erfindungsmerkmale, die ebenfalls Gegenstände von Unteransprüchen
sind, ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen, die
in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt Fig. 1 ein Schaltbild einer Förderanlage,
F i g. 2 die Amplitude und die Phasenlage eines in der Aufnahmespule induzierten
Schleifensignals in Abhängigkeit von der Fahrbahn, F i g. 3 eine im Empfänger angeordnete
Diskriminatorschaltung, F i g. 4 einen Ausschnitt aus einem Schaltbild eines Empfängers
mit einem Trenn- und einem Interpolationstransformator, F i g. 5 ein Schaltbild
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit Interpolationsmitteln, Fig. 6 eine
schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, mit der Bezugssignale
für die Interpolationseinrichtung ohne Benutzung mechanischer oder ortsfester elektrischer
Verbindungen hergestellt werden.
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In F i g. 1 ist eine Förderanlage dargestellt, mit der wahlweise
Sand, Kies und Zement aus Vorratsbehältern, die in beliebigen Abständen zueinander
angeordnet sein können, mit Hilfe einer Lore auf einer Fahrbahn befördert werden
können. Die Lore kann zu einem beliebigen Vorratsbehälter fahren, Sand, Kies und
Zement aufnehmen und dann zu einer Mischrinne befördern, wo sie auskippt. Die Lore
kann von einer Einstellvorrichtung, die ihre Bewegung steuert, zu einem beliebigen
Behälter oder Schacht gebracht werden. Die auf der Bahn bewegten Körper können eine
Antriebsvorrichtung, z. B. einen Elektromotor enthalten, der von einem nicht gezeigten
Steuergerät mit Hilfe eines Signals gesteuert wird. Bei der gemäß der Erfindung
ausgeführten Vorrichtung ist ein stromführendes Leitkabel 10 neben oder in der Nachbarschaft
der Fahrbahn derart angeordnet, daß eine von der Lore getragene Aufnahmespule 12
eine im wesentlichen konstante Richtung und etwa den gleichen Abstand gegenüber
dem Leitkabel 10 beibehält. Die beiden Enden des stromführenden Drahtes 10 sind
über einstellbare, zum Abgleich und zur Strombegrenzung vorgesehene Widerstände
14 an der einen Klemme einer Wechselspannungsquelle angeschlossen. Gemäß der F i
g. 1 kann die Spannungsquelle ein Transformator 16 sein, dessen Primärwicklung an
einer Stromquelle angeschlossen ist, deren Frequenz vorzugsweise, aber nicht unbedingt
größer als 1000 Hz ist. Meistens wird eine Frequenz von 5000 Hz bevorzugt. Die Sekundärwicklung
des Transformators 16 ist zwischen dem verstellbaren Schaltarm eines Wahlschalters
18 - in der Folge Stationswähler genannt - und der Verbindung der beiden Widerstände
14 angeschlossen. Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 sind vier Kontakte vorgesehen,
weil im Beispiel vier Stationen für die Lore angegeben sind.
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An den betreffenden Stationen sind die vier Kontakte mit der stromführenden
Leitung 10 verbunden. Der genaue Ort, an dem die Kontakte mit der Leitung 10 verbunden
sind, wird durch die Stelle der Aufnahmeschleife 12 festgelegt, wenn die Lore richtig
vor den Vorratsbehältern oder der Mischrinne steht. Gemäß Fig. 1 sind die Orte für
die Anschlußpunkte der Kontakte derart gewählt, daß die Aufnahmespule 12 auf sie
zentriert ist, wenn die Lore sich an den Vorratsbehältern
oder
der Mischrinne in der richtigen Lage befindet. Die vom Strom des Leitkabels 10 in
der Aufnahmespule 12 induzierten Signale geben die Lage der Aufnahmespule 12 hinsichtlich
einer der vier Stationen an und können in einem Einstellsystem dazu benutzt werden,
die Lore auf die gewählte Station einzustellen.
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In der Fig. 2 sind Einzelheiten der Aufnahmespule 12 und des stromführenden
Leitkabels 10 dargestellt. Die F i g. 2 zeigt außerdem Signaldiagramme, die die
Arbeitsweise der Vorrichtung veranschaulichen. Vom oberen Ende der Sekundärwicklung
des Transformators 16 fließt ein Strom über den beweglichen Schaltarm des Stationswählers
18 und verzweigt sich im Verbindungspunkt bei der Station 2.
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Ein Strom ll fließt durch das linke Leitkabel 10 nach links zum Kabelende
und von dort über den linken Widerstand 14 zurück zum unteren Ende der Sekundärwicklung.
Ein anderer Strom 12 fließt durch das rechte Leitkabel 10 nach rechts zum Kabelende
und von dort über den rechten Widerstand 14 zurück zum unteren Ende der Sekundärwicklung.
Die Aufnahmespule 12 kann in verschiedenartiger Form, z. B. in etwa rechteckiger
Gestalt mit hundert Windungen, vorliegen. Die Windungen der Aufnahmespule 12 enden
an Ausgangsklemmen 19 und 20. Die Aufnahmespule 12 und das Leitkabel 10 liegen vorzugsweise
in einer gemeinsamen Ebene, damit ein möglichst starkes Signal von der Aufnahmespule
12 erzeugt wird. Die Ströme Il und 12 induzieren je eine Spannung in der Aufnahmespule
12. Die beiden von den Strömen ll und 12 in der Aufnahmespule 12 hervorgerufenen
Signale erscheinen an den Ausgangsklemmen 19 und 20 als ein einziges resultierendes
Signal, das der Vektorsumme der beiden Einzelsignale entspricht. Dieses Vektorsummensignal
ist geringer als jedes einzelne Signal, da die Ströme ll und I2 im Hinblick auf
die Aufnahmespule 12 in entgegengesetzter Richtung fließen. Wenn sich die Aufnahmespule
12 links von der Station 2 befindet, erzeugt der im linken Abschnitt fließende Strom
lt ein Signal in der Aufnahmespule 12, das das von dem Strom 12 im rechten Abschnitt
erzeugte Signal übertrifft. Wenn sich jedoch die Aufnahmespule 12 der Station 2
nähert, hat der Strom 12 einen stärkeren Anteil am resultierenden Signal, das von
der Aufnahmespule 12 erzeugt wird. Wenn sich die Aufnahmespule 12 in der Mitte der
Station 2 befindet, sind die Wirkungen dei beiden Ströme ll und I2 ungefähr gleich;
da sie entgegengerichtet sind, ist das sich ergebende Signal mindestens annähernd.
Das mit der Aufnahmespule 12 durch die Ströme und 12 gewonnene resultierende Signal
ist in F i g. 2 angegeben. Die Diagramme der F i g. 2 zeigen die Amplitude und die
Phasenlage des Signals für die Stellungen der Aufnahmespule 12 längs des stromführenden
Drahtes 10, wenn die Station 2 ausgewählt ist. In einer anderen Stellung des beweglichen
Arms des Stationswählers 18 würden die Signale auf die gewählte Station bezogen
sein. Wenn die Aufnahmespule 12 einen großen Abstand zu beiden Seiten einer gewählten
Station aufweist, erreicht das resultierende Signal einen Größtwert. Wenn sich jedoch
die Aufnahmespule 12 der gewählten Station nähert, nimmt die Amplitude des von der
Aufnahmespule 12 erzeugten resultierenden Signals ab und erreicht einen Kleinstwert,
wenn sich die Aufnahmespule 12 in der Mitte der gewählten Station befindet.
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Wenn die Aufnahmespule 12 über die gewählte Sta-
tion hinaus bewegt
wird, nimmt die Amplitude des resultierenden Signals wieder zu. Wie aus F i g. 2
hervorgeht, erreicht das Signal für alle praktischen Zwecke in einem Abstand von
etwa der halben Spulenlänge L zu beiden Seiten der gewählten Station seinen Höchstwert.
Die Phasenlage des von der Aufnahmespule 12 erzeugten resultierenden Signals ändert
sich ebenfalls, wenn sich die Aufnahmespule 12 einer gewählten Station nähert und
an dieser vorbeiläuft. Wenn jedoch an Stelle der Wechselspannung eine Gleichspannung
verwendet würde, dann würde das kennzeichnende Merkmal des sich ergebenden Signals
die Polung, d. h. die Richtung sein. Wenn sich die Aufnahmespule 12 von links aus
in Richtung auf die gewählte Station 2 nach rechts hin bewegt, ändert sich die Phase
des Wechselstromsignals um 1800.
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Dies ist in der unteren Kurve der F i g. 2 dargestellt, die die Phase
des Signals zeigt. Die Phasenlage hat einen Wert von + 900, wenn sich die Aufnahmespule
12 links von der Station 2 befindet, den Wert Null, wenn sich die Aufnahmeschleife
12 in der Mitte der Station 2 befindet, und einen Wert von -900, wenn sich die Aufnahmeschleifel2
rechts von der Station 2 befindet. Dieses Signal, dessen Amplitude und Phase die
Lage eines Körpers bezüglich einer vorgewählten Station angeben, kann in der Einstellvorrichtung
benutzt werden, um einen Körper auf einen Bahnpunkt einzustellen.
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Viele Einstellvorrichtungen arbeiten mit einem Gleichstrom-Steuersignal.
Eine Bewegung in der einen Richtung wird von einem positiven Gleichstromsignal und
in der anderen Richtung von einem negativen Gleichstromsignal bewirkt. In F i g.
3 ist eine Phasendiskriminatorschaltung dargestellt, die zur Umwandlung des von
der Aufnahmespule 12 erzeugten resultierenden Signals in ein Gleichstromsignal verwendet
werden kann, das seinerseits zur Einstellung benutzt wird. Damit ein Gleichstromsignal
mit der richtigen Polung vom Diskriminator erzeugt wird, muß die Phase des von der
Aufnahmespule 12 erzeugten resultierenden Signals mit der Phase eines Bezugssignals
verglichen werden, das dieselbe Frequenz wie das mit der Aufnahmespule gewonnene
Signal aufweist. Dieses Bezugssignal kann an einer Mittelanzapfung der Aufnahmespule
12 zugeführt werden. In der Phasendiskriminatorschaltung sind die Klemmen 19 und
20 der Aufnahmespule 12 an die Basis zweier pnp-Transistoren 22 bzw. 24 angeschlossen.
Die Emitter der Transistoren 22 und 24 stehen mit den beiden Enden eines Symmetrierwiderstandes
26 in Verbindung, dessen verstellbarer Abgriff an einer Gleichspannungsquelle B
+ angeschlossen ist, die hinsichtlich eines Punktes eines Bezugspotentials positiv
ist. Dieser Punkt des Bezugspotentials sei in der Schaltung der F i g. 3 mit der
Erde verbunden, obgleich jedoch nicht geerdet zu werden braucht. Ein die Spannung
herabsetzender Widerstand 28 kann zwischen dem verstellbaren Abgriff des Symmetrierwiderstandes
26 und der PotentialquelleB+ angeschlossen sein. Die Kollektoren der Transistoren
22 und 24 sind über die Widerstünde 30 und 32 mit einer Gleichspannungsquelle B
- verbunden, die negativ gegenüber dem Punkt des Bezugspotentials ist. Die Kollektoren
der Transistoren 22 und 24 sind kapazitiv an ein Netzwerk mit vier Gleichrichtern
34 bis 37 angekoppelt, die einen negativen Detektor für Signale des Transistors
22 und einen positiven Detektor für Signale des Transistors 24 bilden. Für die Detektorausgangsspannung
bilden
zwei gleiche Widerstände 38 und 39 einen Spannungsteiler.
Die Gleichspannung an einem Abzweigpunkt 42 zwischen den Widerständen 38 und 39
ist der Amplitudendifferenz der Signale proportional, die von den Kollektoren der
Transistoren 22 und 24 abgenommen werden. Zu den Ausgangsklemmen des Detektors können
Kondensatoren 40 und 41 zwecks Glättung der gleichgerichteten Signale parallel liegen.
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Das Ausgangssignal des Diskriminators ist am Abzweigpunkt 42 der beiden
Widerstände 38 und 39 gegenüber dem Bezugspotential, d, h. Erde, abnehmbar.
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Wenn ein Bezugspotential an der Mittelanzapfung der Aufnahmespule
12 angelegt ist, die auf den Strom im Leitkabel 10 anspricht und die außerdem so
angeordnet ist, daß ein Strom im Leitkabel 10 vorherrscht, dann unterstützt das
von dem Strom induzierte Signal das Bezugssignal in der einen Hälfte der Aufnahmespule
12 und ist dem Bezugssignal in der anderen Hälfte der Aufnahmespule 12 entgegengerichtet.
Wenn das Bezugssignal in den betreffenden Hälften der Aufnahmespule 12 die gleiche
Größe wie das in der entsprechenden Hälfte der Spule 12 induzierte Signal aufweist,
dann erscheint ein großes Signal an der Klemme 19 der Spule 12 und praktisch kein
Signal an der Klemme 20. Während der positiven Teile des Signals an der Klemme 19
ist der Transistor 22 gesperrt, so daß ein negatives Gleichstromsignal an einer
Ausgangsklemme 42 erscheint. Unter diesen Bedingungen ist der Transistor 24 jederzeit
gesperrt, aber die Diode 37 stellt einen offenen Stromkreis in diesem Teil der Schaltung
dar.
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Wenn sich die Aufnahmespule 12 an einer solchen Stelle befindet,
daß der Strom 12 vorherrscht, erscheint ein starkes Signal an der Klemme 20. Während
des negativen Teils dieses Signals an der Klemme 20 leitet der Transistor 24, so
daß ein positives Gleichstromsignal an der Ausgangsklemme 42 erscheint. Wenn sich
die Aufnahmespule 12 in der Mitte einer vorgegebenen Station befindet, dann unterstützen
die induzierten Signale das Bezugssignal in den beiden Hälften der Aufnahmespule
12 bzw. sind diesem entgegengesetzt. Im ersten Fall werden Signale von gleicher
Größe der Basis beider Transistoren 22 und 24 zugeführt. Unter dieser Bedingung
wird kein Gleichstromsignal an der Ausgangsklemme 42 des Diskriminators erzeugt,
da beide Transistoren 22 und 24 abwechselnd in gleichem Maße leiten, so daß der
Abzweigpunkt 42 zwischen den Widerständen 38 und 39 auf dem Bezugspotential bleibt.
Derselbe Zustand liegt vor, wenn die induzierten und die Bezugssignale in beiden
Hälften der Aufnahmeschleife 12 zueinander entgegengerichtet sind, falls die Aufnahmespule
12 sich in der Mitte der gewählten Station befindet; es tritt dann ebenfalls kein
Gleichstromsignal an dem Abzweigpunkt 42 auf. Das Gleichstromsignal kann als Fehlersignal
Verwendung finden, das nach einer entsprechenden Verstärkung zum Steuern eines Antriebs
verwendet werden kann. Ein positives Fehlersignal kann den Umlauf des Antriebs in
der einen Richtung bewirken, während ein negatives Fehlersignal den Antrieb in der
entgegengesetzten Richtung bewirkt; wenn kein Fehlersignal auftritt, wird der Antrieb
nicht in Gang gesetzt. Somit kann die Vorrichtung der Erfindung mit einem Einstellsystem
zur selbsttätigen Steuerung der Bewegung eines Körpers bezüglich einer vorgewählten
Station angewendet werden. Bei dem Beispiel der Fig. 1 kann der Antrieb die Lore
bewegen. Nach der Bewegung der Lore
an eine Station kann der bewegliche Arm des Stationswählers
18 von Hand oder selbsttätig in eine andere Stellung bewegt werden, in der die Potentialquelle
an einer Anzapfung angeschlossen ist, die einer weiteren Station zugeordnet ist.
In der Aufnahmespule 12 ergibt sich hierdurch ein neues Signal, so daß ein neues
Gleichstromfehlersignal von dem Diskriminator der F i g. 3 erzeugt wird. Somit wird
die Lore erneut in Gang gesetzt, und die Bewegung dauert so lange an, bis die Aufnahmespule
12 symmetrisch zu der gewählten neuen Station stehenbleibt.
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F i g. 4 zeigt eine Variante, in der die Aufnahmespule 12 ohne die
Phasendiskriminatorschaltung nach F i g. 3 dargestellt ist und mit der eine Einstellung
auf einen zwischen zwei gewählten Stationen liegenden Bahnpunkt möglich ist. Hierzu
notwendige Interpolationssignale werden von einem Interpolationstransformator 50
geliefert, dessen Primärwicklung an einer Wechselstromquelle, z. B. der Bezugssignalquelle
angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung des Interpolationstransformators 50 ist
mit einer Mittelanzapfung 51 und einer wählbaren Anzapfung 52 versehen, damit eine
vorgegebene Amplitude und Phase der Spannung von der Sekundärwicklung des Interpolationstransformators
50 abgenommen werden kann. Die Sekundärwicklung zwischen den beiden Anzapfungen
51 und 52 ist in Reihe mit der Aufnahmespule 12 und der Primärwicklung eines Sperrtransformators
54 geschaltet. Der Sperrtransformator 54 läßt eine Einschaltung des Interpolationstransformators
50 zu, ohne daß die Ausgangssignale der Aufnahmespule 12 hinsichtlich der Mittelanzapfung
außer Gleichgewicht kommen. Außerdem läßt er die Verwendung einer Aufnahmespule
12 ohne Mittelanzapfung zu. Die Bezugssignalquelle ist an der Mittelanzapfung der
Sekundärwicklung des Sperrtransformators 54 angeschlossen. Somit liegt die Aufnahmespule
12 mit zwei Transformatorwicklungen in Reihe. Das von der Aufnahmespule 12 erzeugte
resultierende Signal kann von einem Signal abgeändert werden, dessen Phase und Amplitude
durch die gewählte Anzapfung 52 an der Sekundärwicklung des Interpolationstransformators
50 festgelegt ist, um ein künstliches Signal am Ausgang der Aufnahmespule 12 zu
erzeugen. Wenn man die Aufnahmespule 12 und den zugehörigen Körper auf die eine
Seite einer gewählten Station bringen möchte, kann die bewegliche Anzapfung 52 an
der Sekundärwicklung des Interpolationstransformators 50 bis zu einem Punkt bewegt
werden, an dem ein Signal in den Ausgangskreis der Aufnahmespule eingeführt wird,
das in Kombination mit dem von der Aufnahmespule 12 erzeugten resultierenden Signal
ein Signal hervorbringt, das keine weitere Bewegung zuläßt, wenn die Aufnahmespule
12 sich an dem gewünschten Bahnpunkt in einer gewissen Entfernung von der gewählten
Station befindet. Die Einstellung auf irgendeinen Bahnpunkt an der anderen Seite
der gewählten Station kann dadurch erreicht werden, daß die Anzapfung 52 an der
Sekundärwicklung des Interpolationstransformators 50 auf der anderen Seite der Mittelanzapfung
51 vorgenommen wird. Die Mittelanzapfung 51 der Sekundärwicklung des Interpolationstransformators
50 kann in der dargestellten Weise Bezugspotential aufweisen.
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Mit Hilfe des Interpolationstransformators 50 kann zeine Spannung
von beliebiger Phase und Amplitude dem Ausgangssignal der Aufnahmespule 12 durch
eine geeignete Wahl der Anzapfung 52 an der Sekundärwicklung
hinzugefügt
werden. Die Auswahl der Anzapfung kann stetig oder in Stufen erfolgen. Die kombinierten
Signale werden über den Trenntransformator 54 den Transistoren 22 und 24 des in
F i g. 3 gezeigten Phasendiskriminators zugeführt. Der Phasendiskriminator der F
i g. 3 wandelt diese Signale in Gleichstromsignale um, von denen die gewünschte
Bewegung hervorgerufen wird. Die Anordnung der F i g. 4 nutzt den Vorteil aus, daß
die Phase und die Amplitude des resultierenden Ausgangssignals der Aufnahmespule
12 sich in der vorbeschriebenen Weise mit dem Abstand von der Nullage der Kurvenzüge
der F i g. 2 ändern. Derartige lineare Änderungen sind jedoch nicht unbedingt für
den Betrieb der Anordnung der F i g. 4 erforderlich.
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In F i g. 5 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit der Signale für
Bahnpunkte der Aufnahmespule 12 zwischen den gewählten Stationen unter Verwendung
zweier stromführender Leitkabel A und B hergestellt werden können. Die stromführenden
Kabel A und B sind möglichst nahe nebeneinander angeordnet, damit die Aufnahmespule
12 eine konstante Orientierung bezüglich beider Leitkabel A und B beibehält. Bei
der Vorrichtung gemäß Fig. 5 ist das Leitkabel A mit wählbaren Stationen 1, 3 und
5 und einem entsprechenden Stationswähler A 1 ausgestattet. In gleicher Weise ist
das Leitkabel B mit wählbaren Stationen 2, 4 und 6 und einem Stationswähler B1 versehen.
Die wählbaren Stationen sind abwechselnd in vorzugsweise gleichen Abständen an der
Bahn der Aufnahmespulen 12 angeordnet, damit die Lore bei ihrer Bewegung längs der
Leitkabel A und B abwechselnd an einer wählbaren Station des einen und dann an einer
wählbaren Station des anderen Kabels vorbeiläuft.
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Wie in F i g. 5 dargestellt ist, soll die Aufnahmespule 12 die Länge
L aufweisen, die vorzugsweise etwa gleich dem Abstand zwischen benachbarten wählbaren
Stationen ist. Die bewegbaren Arme der betreffenden Stationswähler A 1 und B1 sind
vorzugsweise mechanisch gekuppelt, so daß sie bei ihrer Bewegung gleichzeitig benachbarte
Stationen der beiden Kabel A und B verbinden. Die bewegbaren Arme beider Stationswähler
sind je an einer wählbaren Anzapfung der Sekundärwicklung der Interpolationstransformatoren
A 2 und B 2 angeschlossen. Die Primärwicklungen der Interpolationstransformatoren
A 2 und B2 werden von einem Wechselstromsignal z. B. mit einer Frequenz von 5000Hz
erregt. Das eine Ende beider Sekundärwicklungen der Interpolationstransformatoren
A 2 und B2 ist an der Verbindung zwischen zwei zum Abgleich und zur Begrenzung vorgesehenen
Widerständen A 3 bzw. B 3 angeschlossen, die ihrerseits mit den Enden der Kabel
A bzw. B verbunden sind.
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Bei der Vorrichtung gemäß der F i g. 5 werden die bewegbaren Arme
der Stationswähler A 1 und B 1 zuerst so eingestellt, daß sie die den Stationen
zugeordneten Kontakte berühren und in der gewünschten Mittellage der Aufnahmespule
12 eine Brücke bilden.
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In F i g. 5 ist angenommen, daß die gewünschte Lage des Körpers und
somit der Aufnahmespule 12 sich in der Mitte zwischen den Stationen 3 und 4 befindet.
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Dementsprechend sind die bewegbaren Arme der Stationswähler A 1 und
B1 an Anzapfungen angeschlossen, die den Stationen 3 und 4 entsprechen. Da eine
Mittelstellung zwischen den Stationen 3 und 4 gewünscht ist, werden die verstellbaren
Abgriffe der
Interpolationstransformatoren A 2 und B 2 auf die Mitte zwischen den
Enden ihrer Sekundärwicklungen eingestellt, so daß gleich große Signale den verstellbaren
Armen der Stationswähler A 1 und B1 zugeführt werden. Wenn die Aufnahmespule 12
von der gewünschten Lage aus z. B. in die Nachbarschaft der Station 2 gebracht wird,
induzieren Ströme I1A- und ltB-Signale in der Aufnahmespule 12, die anzeigen, daß
sich diese links von der gewünschten Stellung befindet. Wenn die Aufnahmespule 12
nach rechts an der Station 3 vorbeiläuft, rufen die StrömeltA und 12 A gleiche und
entgegengesetzte Wirkungen in der Aufnahmespule 12 hervor, der StromlsB bringt jedoch
eine Wirkung in der Aufnahmespule 12 mit sich, die anzeigt, daß sich die Aufnahmespule
12 rechts von der gewünschten Stelle befindet. Wenn die Aufnahmespule 12 auf die
Mitte zwischen den Stationen 3 und 4 eingestellt wird, sind die vorherrschenden
Ströme, die die Aufnahmespule 12 beeinflussen, die Ströme 12 A und 11B; wenn die
Anordnung richtig eingestellt ist, rufen diese Ströme gleiche und entgegengesetzte
Wirkungen hervor. Daher erzeugt die Aufnahmespule 12 ein Signal, das einen Kleinstwert
darstellt, so daß keine weitere Bewegung herbeigeführt wird. Wenn eine Lage der
Aufnahmespule 12 an einen anderen Punkt als dem Mittelpunkt zwischen den beiden
Stationen gewünscht ist, können die Anzapfungen der Interpolationstransformatoren
dementsprechend gewechselt werden; das stärkere Signal der wechselbaren Anzapfungen
führt dabei vom betreffenden stromführenden DrahtA oder B aus zu einer vorherrschenden
Wirkung, wie dies durch die untere gestrichelte Linie angedeutet ist. Hierdurch
entsteht ein Interpolationswähler. Es ist vorteilhaft, daß die Aufnahmespule 12
eine Länge L aufweist, die im wesentlichen dem Abstand der benachbarten Stationen
gleich ist, da die gleichen und entgegengerichteten Ströme ins und 12 Ä sonst eine
Verbreiterung des Nullbereiches in der Nachbarschaft des Mittelpunktes hervorrufen.
Wenn eine genaue Einstellung auf eine Station, z. B. die Station 3 gewünscht ist,
werden die Stationswähler A 1 und B 1 so eingestellt, daß der entsprechende bewegbare
Arm sich an der gewünschten Station befindet; der Interpolationswähler wird dann
so weit bewegt, daß ein maximales Signal dem bewegbaren Arm, der die gewünschte
Station wählt, zugeführt und ein kleinstes Signal, vorzugsweise ein Nullsignal am
anderen bewegbaren Arm angelegt wird. Wenn eine Einstellung auf die Station 3 gewünscht
wird, wird dem Stationswähler B 1 ein möglichst kleines Signal zugeführt, während
der Stationswähler A 1, der an der der Station 3 zugeordneten Anzapfung angeschlossen
ist, ein Signal mit einer maximalen Amplitude erhält.
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In bestimmten Fällen kann es unerwünscht sein, ein Bezugssignal für
die Aufnahmespule mit üblichen Hilfsmitteln herzustellen. In diesen Fällen kann
die von dem einen Bahnende ausgehende Rückleitung 60 - in der Folge als Bezugsleitung
bezeichnet - zusätzlich zu einem Leitkabel 62 vorgesehen sein, wie aus F i g. 6
hervorgeht.
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Beide Leitungen 60 und 62 werden von einer einzigen Stromquelle aus
mit Strom versorgt. Eine weitere Aufnahmespule 64 dient dazu, ein Bezugssignal aus
der stromführenden Bezugsleitung 60 aufzunehmen und dieses über die Mittelanzapfung
der Aufnahmeschleife 12 dieser zuzuführen. Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß
Fig. 6 ist im wesentlichen
dieselbe wie die der Vorrichtungen nach
den anderen Figuren.
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Die zum Abgleich und zur Begrenzung vorgesehenen Widerstände sind
aus zwei Gründen vorhanden. Der eine Grund ist der, daß die Impedanz des Leitkabels
auf beiden Seiten vom Mittelpunkt möglichst gleichgemacht werden kann. Dies ist
deshalb wünschenswert, weil im wesentlichen gleiche Ströme in beiden Seiten des
Leitkabels vorhanden sein sollen. Der andere Grund ist der, daß die Ströme durch
die Leitkabel auf einen angemessenen und erwünschten Wert begrenzt werden können.
Wenn alle anderen Faktoren gleich sind, soll die Impedanz dieser zum Abgleich und
zur Begrenzung vorgesehenen Widerstände in bezug auf die Impedanz des Leitkabels
ziemlich groß sein, z. B. in einem Verhältnis von 1000 : 1 stehen. Durch ein derart
großes Verhältnis werden die Auswirkungen geringer Abweichungen vom Stromgleichgewicht
verringert, die sich ergeben, wenn der Stationswähler eine Station nahe an den Enden
des Kabels wählt. Dieses gestörte Gleichgewicht würde sonst im wesentlichen die
gesamte Impedanz des Kabels auf eine der beiden Strombahnen legen.
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Wenn auch die Stationswähler und Interpolationswähler als mechanische
Anordnungen dargestellt sind, können gemäß der Erfindung auch andere Anordnungen,
z. B. sättigbare Transformatoren und Festkörperanordnungen verwendet werden. Die
mechanischen Wähler sind jedoch aus Gründen der besseren Veranschaulichung gewählt.
Außerdem können auch Gleitkontakte an Stelle der ortsfesten Anzapfungen verwendet
werden.
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Wenn auch die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einen sehr großen
Einstellbereich in der Größenordnung von 30 m oder mehr bezogen ist, so ist sie
doch auch für Anordnungen anwendbar, die eine Einstellung in einem Bereich in der
Größenordnung von weniger als 2,5 m bewirken. Der Erfindungsgegenstand ist auf keinen
bestimmten Bereich begrenzt, sondern kann überall dort Anwendung finden, wo die
Aufnahmespule Signale herstellen kann, die die gewählte Station anzeigen. Die Vorrichtung
der Erfindung benötigt keine mechanische Verbindung zum Antrieb; daher fallen Fehler
der mechanischen Verbindung und der Reibung fort. Der Erfindungsgegenstand kann
außerdem für Anlagen Verwendung finden, die eine Einstellung in drei Dimensionen,
z. B. in Bergwerken und anderen Richtungen als nur in geraden Linien liefern.
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Zur Interpolation können verschiedene Hilfsmittel vorgesehen sein,
damit die Spule auf auswählbare Punkte zwischen benachbarten Stationen eingestellt
werden kann. Wenn der Einstellungsbereich klein ist und in der Größenordnung von
einigen Zentimetern liegt, können das Leitkabel und die Anzapfungen als gedruckte
Schaltung vorliegen. Es können mehrere derartige gedruckte Schaltungen Verwendung
finden, von denen jede eine unterschiedliche Gestalt und/oder einen unterschiedlichen
Abstand der Anzapfungen längs des stromführenden Drahtes aufweist. Die gewünschte
Schaltung kann entweder durch Schaltvorrichtungen ausgewählt oder über Stöpsel angeschlossen
werden.