DE16120C - Methode zur Herstellung synchronisier Bewegung durch elektrische Uebertragung - Google Patents
Methode zur Herstellung synchronisier Bewegung durch elektrische UebertragungInfo
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
Die Uebertragung geschieht durch die Abgabe elektrischer Ströme mit gewissen, in bestimmter
Reihenfolge periodisch wiederkehrenden Verschiedenheiten, deren beliebig viele, jedoch
wenigstens drei, in Anwendung kommen müssen. Diese Verschiedenheiten können bestehen:
1. in Abgabe von Strömen in verschiedene Leitungen, .
2. in der Richtung der einzelnen Ströme in einer Leitung, wobei eine Stromunterbrechung
als dritte Verschiedenheit mitgezählt wird,
3. in beiden zugleich.
Es können beispielsweise die Ströme nach einander in mehrere, mindestens drei, Leitungen
gegeben werden, der Reihe nach in die Leitung i, 2, 3. ...i, 2, 3..., welche Reihenfolge
umgekehrt wird, wenn die Bewegungen in umgekehrtem Sinne stattzufinden haben; oder
die Verschiedenheiten können bestehen in der Richtung der Ströme, verbunden mit einer
Stromunterbrechung, derart, dafs in eine Leitung ein positiver Strom, dann in unmittelbarem Anschlüsse
ein negativer Strom und hierauf eine Stromunterbrechung folgt, und so fort, gegeben
werden (...-) ο -| ο ...),. welche Reihenfolge
umgekehrt wird (. . . ο 1- ο - + ο . . .),
wenn die Bewegungen in umgekehrtem Sinne stattzufinden haben; endlich lassen sich die
periodisch wiederkehrenden Verschiedenheiten in der Stromabgabe darstellen durch Abgabe
von Strömen in zwei oder mehrere Leitungen und zugleich in verschiedenen Richtungen mit
oder ohne Strompäuse, also z. B. ein positiver Strom in Leitung 1, dann ein negativer Strom
in Leitung 1, dann ein Strom in Leitung 2 und so fort.
Da jede beliebige Zusammenstellung von Verschiedenheiten der oben bezeichneten Art anwendbar
ist und sich schliefslich zu jeder eine entsprechende Apparatconstruction wird finden
lassen, so lassen sich nach der allgemeinen Aufstellung dieser Methode und den nachfolgend
dargestellten Ausführungen derselben von jedem Fachmanne unendlich viele Apparate
construiren, welche in den Bereich unserer Erfindung fallen werden, und liegt es demnach
auf der Hand, dafs hier nicht alle Constructionen, auf welche sich unsere Erfindung bezieht, aufgeführt
werden können, und dafs die nachstehend beschriebenen Apparate nur als Beispiele
der Ausführung zu betrachten sind.
Eine Anordnung, bei welcher die Abgabe von Strömen in verschiedene Leitungen bei
bestimmter Reihenfolge der letzteren die Bewegung überträgt, ist in Fig. 1 und 2 schematisch
dargestellt, und zwar beispielsweise mit vier Leitungen 1, 2, 3,4 (welche Zahl jedoch
von 3 aufwärts auch eine andere beliebige sein kann). Der gebende Apparat ist ein Umschalter,
welcher, wenn er beispielsweise durch eine Kurbel gedreht wird, der Reibe nach einen
elektrischen Strom in die Leitungen 1,2,3,4 schickt und dies in umgekehrter Reihenfolge
thut, wenn er in der anderen Richtung gedreht wird.
Der empfangende Apparat ist eine elektromagnetische sogenannte Tellermaschine. Vier
Elektrömagnete I, II, III, IV stehen im Kreise herum. Concentrisch zu diesem' Kreise in
einem mäfsigen Abstande über den. Polen der Elektrömagnete liegt eine in ihrer Mitte durch
eine Spitze gestützte eiserne Scheibe S, Fig. 2,
welche auf dieser Spitze nach allen Richtungen hin beweglich ist, soweit es die Auflage auf
die Magnetpole gestattet. Die der Reihe nach im Kreise herum auftretende Anziehung der
Elektromagnete auf den Rand der Scheibe ertheilt dieser eine Bewegung, welche der eines
tanzenden Tellers ähnlich ist. Die Spitze eines von der Mitte der Scheibe senkrecht zu dieser
stehenden Armes α beschreibt dabei einen Kreis und dreht mittelst einer kleinen Kurbel eine
Axe, und zwar in der einen oder der anderen Richtung, je nachdem die erwähnte Reihenfolge
in dem einen oder dem umgekehrten Sinne erfolgt, d. h. je nach der Richtung, in der die
Commutatorscbeibe gedreht wird.
Die Axe des Commutators und die Axe a des Empfängers können durch Zahnradübersetzung,
Schraube ohne Ende, Kettenräder oder dergl. ihre Bewegung bezüglich empfangen oder weitergeben.
' Statt der flachen Scheibe kann auch ein Konus oder ein Cylinder, wie in Fig. 3, bei
passend geänderter Lage der Elektromagnetpole benutzt werden, z. B. ein Cylinder, welcher
innerhalb der ihm zngekehrten Elektromagnetpole, die in einem etwas gröfseren Kreise liegen,
als der Umfang des Cylinders beträgt, herumrollt oder sich excentrisch um den Mittelpunkt
des durch die Pole gebildeten Kreises dreht. Im letzteren Falle kann statt des Cylinders eine
andere excentrische Figur gewählt werden.
Es kann auch eine Anordnung getroffen werden, wie in Fig. 4, bei welcher durch den
aus je einer Leitung kommenden Strom sich gegenüberliegende Pole gleichzeitig mit verschiedener
Polarität erregt werden, welche dann ein um seine Mitte drehbares weiches Eisenstück
jedesmal in ihre Verbindungslinie stellen, kurz, jede beliebige Anordnung von Elektromagneten
(Drahtspulen oder sonstigen elektrische oder magnetische Anziehung ausübenden
Theilen), bei welcher ein Körper in der einen Richtung bewegt wird, wenn die Elektromagnete
oder dergleichen in einer bestimmten Reihenfolge zur Thätigkeit erregt werden, und in der
anderen Richtung, wenn diese Reihenfolge umgekehrt wird.
Als ein Beispiel der Anwendung dieser Methode wollen wir den von uns in Ausführung
gebrachten Schiffscommando - Telegraphen beschreiben,
von welchem in den Fig. 5 und 6 der eine Hauptapparat im Querschnitt und im
Grundrifs dargestellt ist.
Die Anordnung der Elektromagnete ist sternförmig, ähnlich wie in Fig. 3 und 4. Statt des
in Fig. 3 skizzirten eisernen Cylinders ist ein kleiner eiserner Konus k vorhanden, welcher
zwischen den acht Magnetpolen EE..., die
in die Mantelfläche eines etwas weiteren Konus im Kreise herum endigen, sich befindet und
welcher an der Innenwand dieses durch die Magnetpole gebildeten Konus unter dem Einflüsse
der nach einander erfolgenden Anziehung der einzelnen Elektromagnete herumrollt. Er
wird dabei durch eine in der imaginären Spitze der beiden Konen liegende, kugelförmig abgerundete
Stütze t getragen, die ihm die nöthige Beweglichkeit nach allen Seiten gestattet. Diese
Anordnung ist doppelt vorhanden, so zwar,.dafs eine gleiche Zahl von Elektromagneten E1E1 ...
unter den erst erwähnten liegt, deren Polenden in dem Gegenkonus zu dem durch die oberen
Magnetpole gebildeten hohlen Konus zu liegen kommen.
Auch der bewegliche kleine eiserne Konus setzt sich unterhalb seines Stützpunktes in seinen
Gegenkonus Jc1 fort, und wird dadurch der gemeinsame
Schwerpunkt der beiden Konen in ihren Stützpunkt verlegt, so dafs bei einer Schwankung des Schiffes oder anders geneigten
Anbringung sein Eigengewicht keine bewegende Kraft auf ihn ausübt.
Die Drahtverbindungen sind derart geführt, dafs der jeweilig aus einer Leitung kommende
Strom zwei sich gegenüberliegende Elektromagnete, von denen jeder aus zwei neben einander
liegenden Schenkeln besteht und von denen der eine in der oberen Reihe, der andere
in der unteren Reihe liegt, magnetism, so dafs sich beide in ihrer Wirkung unterstützen. Der
eiserne Doppelkonus setzt sich nach oben in einen Stab fort, dessen Spitze einen kleinen
Zapfen trägt, welcher bei der Bewegung des Doppelkonus einen kleinen Kreis beschreibt und
dabei durch einen sogenannten Mitnehmer einen kleinen Trieb dreht. Durch Zahnradübersetzung
wird die Drehung, passend verlangsamt, auf den Zeiger Z übertragen.
Neben dem Zeigerapparate liegt ein Stromvertheiler, Fig. 7, bei welchem die Schleiffedem
statt wie in der Skizze, Fig. 1, im Kreise herum neben bezüglich über einander liegend auf einer
Walze A schleifen, die aus isolirendem Material hergestellt ist und in entsprechender Versetzung
Metallstücke trägt, welche nach einander bei der Drehung der Walze unter den Schleiffedem
weggehen. Die Metallstücke stehen durch die fünfte, auf einem Metallringe schleifende Feder
dauernd mit dem einen Pole einer Batterie, die vier anderen Schleiffedem durch vier am zweckmäfsigsten
zu einem Kabel vereinigte Leitungen LL . . . mit dem Elektromagnetsystem des
entfernten Apparates in leitender Verbindung.
Dieser zweite Apparat ist am Steuer oder im Maschinenräume aufgestellt und dem in den
Fig. 5 bis 7 abgebildeten gleich oder nur insoweit verändert, als es die locale Anbringungsweise
erfordert. Bei beiden Apparaten wird die Drehung der Contactwalze durch eine Kurbel
K mit Zahnradübersetzung bewerkstelligt und dabei gleichzeitig, ebenfalls durch Zahnradübersetzung,
ein zweiter Zeiger Z1 concentrisch mit
dem von dem entfernten Apparat aus elektrisch und über dem nämlichen Zifferblatte bewegten
Zeiger gedreht. Die Zifferblätter tragen die den Steuercommandos entsprechenden Theilungen
oder die den Maschinencommandos entsprechenden Aufschriften. Die Handhabung der Apparate ist genau den bisher für die Apparate
mit mechanischer Uebertragung bestehenden Regeln entsprechend, derart, dafs der Commandant
durch Einstellen seines von ihm mechanisch bewegten Zeigers auf die betreffende
Commandobezeichnung das Commando ertheilt, indem dabei der betreffende, durch elektrische
Uebertragung bewegte Zeiger Z des entfernten Apparates die gleiche Stellung einnimmt. Der
am letzteren Apparat Dienstthuende stellt dann zum Zeichen, dafs das Commando verstanden
ist, durch Drehen seiner Kurbel den dadurch für ihn bewegten Zeiger Zx über den anderen,
wobei durch elektrische Uebertragung der zweite Zeiger Z des entfernten Apparates bis unter
den anderen Zeiger Zx gebracht wird und der
Commandant aus dem Uebereinanderstehen seiner beiden Zeiger erkennen kann, dafs das
Commando verstanden ist.
Die Zifferblätter sind aus Glas angefertigt und so eingerichtet, dafs sie mittelst zweier durch
zwei seitliche Oeffnungen in das Gehäuse eingeschobener Lichter des Nachts von innen erleuchtet
werden können.
Bei der in den Fig. 5 bis 7 gezeichneten Ausführung wird als Stromquelle eine elektrische
Batterie benutzt, welche in die gemeinsame Erdleitung zwischen der auf dem vollen Ringe
schleifenden Feder und dem Elektromagnetsystem des entfernten Apparates eingeschaltet ist.
Wir führen die Apparate auch aus mit Magnetinductoren als Stromquelle an Stelle der Batterie,
deren Inductionscylinder dann gleichzeitig mit Drehung der Kurbel K durch passende Zahnradübersetzung
derart gedreht werden, dafs sie jedesmal einen Stromimpuls in die gerade an der Reihe befindliche Leitung entsenden, wenn
unter einer der Schleiffedern das betreffende Segment der Walze hinweggeht.
Als Beispiel einer Ausführung der unter 2. angeführten Modification der neuen Methode beschreiben
wir in folgendem einen elektrischen Wasserstandszeiger.
Durch die ' Auf- und Abbewegung des Schwimmers wird mittelst Kette eine Walze W,
Fig. 10, gedreht, welche einen Contactapparat derartig in Thätigkeit setzt, dafs während eines
Dritttheiles eines Umlaufes der Walze ein positiver Strom, während des zweiten Dritttheiles
in unmittelbarem Anschlüsse daran ein negativer Strom in die Leitung gelangt und der Strom
während des dritten Dritttheiles unterbrochen ist. Diese Reihenfolge soll beispielsweise bei
der Linksdrehung der Walze auftreten und kehrt sich selbstredend bei Rechtsdrehung um.
Der mit diesem »Stromgeber« durch eine
Leitung verbundene Zeigerapparat ist durch Fig. 8 in der Vorderansicht und durch Fig. 9
in der Seitenansicht skizzirt. Er hat einen kleinen Elektromagneten, dessen Pole um ungefähr
ein Dritttheil des Umfanges eines Kreises von einander entfernt liegen. Um die Mitte
und in der Ebene dieses imaginären Kreises dreht sich eine kleine magnetische Zunge N
oder ein sonstwie excentrisch geformter Theil, welcher das Polende eines kleinen Stahlmagneten
bildet. Sich selbst überlassen, d. h. während der Stromunterbrechung, nimmt diese Zunge
durch ihr Eigengewicht, welches durch zwei kleine Schwungkugeln theilweise ausbalancirt
ist, in etwas verlangsamtem Falle ihre unterste Stellung ein, in welcher sie gleich weit von
beiden Elektromagnetpolen entfernt ist.
Angenommen nun, diese Zunge sei ein Nordpol und es käme z. B. ein positiver Strom aus
der Leitung, welcher in dem Elektromagneten rechts einen Nord- und links einen Südpol erzeugt,
so wird die Zunge, von dem Südpole angezogen, sich um ein Drittel eines Umlaufes
nach diesem hin, also links herum bewegen. Folgt darauf in unmittelbarem Anschlüsse ein
negativer Strom in die Leitung, so tritt der Südpol im linken Elektromagneten auf; die
Zunge wird sich zu diesem hin weiter bewegen und bei einer darauf folgenden Stromunterbrechung
durch ihr Eigengewicht wieder in die Nullstellung zurückfallen. Bei der angegebenen
Reihenfolge von positivem Strom, negativem Strom, Unterbrechung dreht sich also die Zunge
links herum, während sie sich rechts herum drehen wird, sobald sich diese Reihenfolge
umkehrt.
Die angenommene Stromgebung wird aber durch die Walze W bei gleich rascher Drehung
im gleichen Sinne erzeugt, so dafs also die Zunge sich synchronisch mit der Walze W rückwärts
und vorwärts dreht. Durch passende Zahnrad- oder sonstige Uebersetzung wird die Drehung der Zunge N auf einen Zeiger übertragen,
welcher die jeweiligen Veränderungen des Wasserstandes auf einem entsprechend getheilten
Zifferblatte anzeigt.
Als Beispiel einer Ausführung der dritten Art der Stromgebung, bei welcher verschiedene
Leitungen und Ströme verschiedener Richtung in periodisch sich wiederholender Reihenfolge
abgegeben werden, sei der in Fig. 11 dargestellte
Apparat angeführt. Er unterscheidet sich von dem vorigen, in den Fig. 8 bis 10 gezeichneten,
dadurch, dafs noch ein dritter unterhalb der drehbaren Zunge N liegender Elektromagnetschenkel
vorhanden ist, dessen Umwindungen mit einer zweiten Leitung L2 in
Verbindung stehen. Die magnetische Zunge N ist ausbalancirt und nimmt unter der Anziehung
je eines der drei Magnetschenkel drei ver-
schiedene, in einem Kreise herumliegende Stellungen ein. Ist die Zunge also z. B. ein
Nordpol, und wird durch entsprechende, aus einer der beiden Leitungen oder aus beiden
Leitungen zugleich kommende Stromimpulse von passender Richtung ein Südpol in einem
der Magnetschenkel nach dem anderen der Reihe nach im Kreise herum erzeugt, während gleichzeitig
in den beiden anderen Schenkeln ein Nord- oder kein Magnetismus erregt wird, so wird sich auch die magnetische Zunge, dem
Südpole folgend, in bestimmtem Sinne herumdrehen, und in dem anderen Sinne, wenn die
Reihenfolge der Stromabgabe umgekehrt wird. Die Stromabgabe wird, ähnlich wie im vorigen
Falle, durch einen Contactapparat, welcher durch eine rotirende Axe in Tbätigkeit gesetzt
wird, in verschiedener Weise, übrigens mittelst bekannter Mittel bewerkstelligt.
: In allen Fällen können zur Erzeugung der elektrischen Ströme stau der Batterien auch Magnetinductoren verwendet werden, deren'Inductionscylinder durch passende Zahnrad- oder sonst welche. Uebersetzung derartig bewegt werden, dafs sie jedesmal einen Strom von passender Richtung entsenden, wenn der betreffende Contact des Contactapparates geschlossen ist. Da jedoch Magnetinductoren nur dann kräftige Stromimpulse liefern, wenn sie rasch gedreht werden, so sind in den Fällen, wo die ursprüngliche Bewegung nur langsam vor sich geht, besondere Anordnungen zu treffen. Dies ist Z-. B. der Fall bei elektrischen Wasserstandszeigern, bei welchen der langsam auf- und abgehende Schwimmer den Contactapparat bewegt. Es findet auch statt bei Schiffssteuertelegraphen, wenn die langsame Drehung der Steuerwelle selbst an dem entfernten Apparat reproducirt werden soll. In diesem Falle schalten wir zwischen dem Inductionscylinder des Magnetinductors und dem ihn treibenden Rade eine Feder ein, welche durch die langsame Bewegung des Schwimmers, des Steuerruders oder dergl. erst jedesmal aufgezogen wird, wobei der Inductionscylinder unbewegt bleibt und dann nach einem gewissen Hube des Schwimmers oder des Steuers etc. freigelassen wird, so dafs sie den Inductionscylinder rasch eine ganze Umdrehung oder einen passenden Theil derselben herumbewegt. Die specielle Anordnung eines solchen Federmechanismus ist bei unseren alten Wasserstandszeigern schon lange im praktischen Betriebe und unter Anderem in der Zeitschrift des deutsch-österreichischen Telegraphen-Vereins, Jahrgang 1866, Seite 83, und von Dr. Loewenherz in dem »Bericht über wissenschaftliche Instrumente auf der Berliner Gewerbe-Ausstellung 1879, Seite 510« veröffentlicht, und kann darum von deren näherer Beschreibung hier Abstand genommen werden. ■
: In allen Fällen können zur Erzeugung der elektrischen Ströme stau der Batterien auch Magnetinductoren verwendet werden, deren'Inductionscylinder durch passende Zahnrad- oder sonst welche. Uebersetzung derartig bewegt werden, dafs sie jedesmal einen Strom von passender Richtung entsenden, wenn der betreffende Contact des Contactapparates geschlossen ist. Da jedoch Magnetinductoren nur dann kräftige Stromimpulse liefern, wenn sie rasch gedreht werden, so sind in den Fällen, wo die ursprüngliche Bewegung nur langsam vor sich geht, besondere Anordnungen zu treffen. Dies ist Z-. B. der Fall bei elektrischen Wasserstandszeigern, bei welchen der langsam auf- und abgehende Schwimmer den Contactapparat bewegt. Es findet auch statt bei Schiffssteuertelegraphen, wenn die langsame Drehung der Steuerwelle selbst an dem entfernten Apparat reproducirt werden soll. In diesem Falle schalten wir zwischen dem Inductionscylinder des Magnetinductors und dem ihn treibenden Rade eine Feder ein, welche durch die langsame Bewegung des Schwimmers, des Steuerruders oder dergl. erst jedesmal aufgezogen wird, wobei der Inductionscylinder unbewegt bleibt und dann nach einem gewissen Hube des Schwimmers oder des Steuers etc. freigelassen wird, so dafs sie den Inductionscylinder rasch eine ganze Umdrehung oder einen passenden Theil derselben herumbewegt. Die specielle Anordnung eines solchen Federmechanismus ist bei unseren alten Wasserstandszeigern schon lange im praktischen Betriebe und unter Anderem in der Zeitschrift des deutsch-österreichischen Telegraphen-Vereins, Jahrgang 1866, Seite 83, und von Dr. Loewenherz in dem »Bericht über wissenschaftliche Instrumente auf der Berliner Gewerbe-Ausstellung 1879, Seite 510« veröffentlicht, und kann darum von deren näherer Beschreibung hier Abstand genommen werden. ■
Wir verwenden die vorbeschriebene Methode auch für unsere elektrischen Distanzmesser zur
Erzeugung der synchronischen Uebertragung der Drehbewegung bezüglich des Fernrohres
oder des Visirs an dem einen Endapparate und des elektrisch bewegten Zeigers des anderen
Apparates.
Claims (5)
1. Die Uebertragung einer Bewegung durch
Abgabe von elektrischen Strömen in angegebener Weise nach einander in eine beliebige
Zahl, aber wenigstens drei, Leitungen in bestimmter und sich wiederholender Reihenfolge der Leitungen, welche Reihen1
folge umgekehrt wird, wenn die Bewegung in anderer Richtung vor sich gehen soll.
2. Die Uebertragung einer Bewegung durch Entsendung eines positiven Stromes, eines
unmittelbar darauf folgenden negativen Stromes und einer Unterbrechung in fortlaufender
und - sich wiederholender Reihenfolge, unter Benutzung einer Leitung, welche Reihenfolge in dem Momente umgekehrt
wird, wenn die Drehung in anderem Sinne stattfinden soll.
3. Die Anwendung der durch Patent-Anspruch 1.
und 2. bezeichneten Arten der elektrischen Bewegungsübertragung für elektrische Zeigeroder
Typendrucktelegraphen, Schiffscommandotelegraphen, elektrische Wasserstandszeiger
und elektrische Distanzmesser.
4. Die Uebertragung einer Bewegung durch Entsendung von Strömen mit verschiedenen
Vorzeichen und unter Benutzung verschiedener Leitungen, derartig, dafs beliebige
Combinationen von Stromrichtungen und Leitungen, in welche die Ströme gleichzeitig
entsendet werden, sich periodisch in bestimmter Reihenfolge wiederholen, welche Reihenfolge umgekehrt wird, wenn die
Richtung der Drehung umgekehrt werden soll, in Anwendung auf elektrische Schiffscommandotelegraphen,
elektrische Wasserstandszeiger und elektrische Distanzmesser.
5. Die Benutzung von Magnetinductoren zu den in Patent-Anspruch ΐ.,·2. und 4. bezeichneten
Arten der elektrischen Bewegungsübertragung in Verbindung mit der bei unseren alten magnetelektrischen Wasserstandszeigern
angewendeten Einrichtung, durch welche die zu übertragende langsame Bewegung für den Inductionscylinder in
eine sprungsweise umgewandelt wird.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE16120C true DE16120C (de) |
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DENDAT16120D Active DE16120C (de) | Methode zur Herstellung synchronisier Bewegung durch elektrische Uebertragung |
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DE (1) | DE16120C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE757904C (de) * | 1939-04-02 | 1953-03-30 | Aeg | Elektromagnetische, mit Wechselstrom betriebene Gebe- oder Empfangsanordnung zur Fernuebertragung von Stellungen oder Messung von Drehzahlen |
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- DE DENDAT16120D patent/DE16120C/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE757904C (de) * | 1939-04-02 | 1953-03-30 | Aeg | Elektromagnetische, mit Wechselstrom betriebene Gebe- oder Empfangsanordnung zur Fernuebertragung von Stellungen oder Messung von Drehzahlen |
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