DE173154C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

JVl 173154 -KLASSE 74 c, GRUPPE

ERICH BOWIEN in CHARLOTTENBURG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. November 1904 ab.

Den Gegenstand der Erfindung bilden ein Verfahren und entsprechende Vorrichtungen, um einen Vergleich zwischen den Einstellungen zweier Zeigerinstrumente zu ermöglichen, welche voneinander getrennt aufgestellt sind, .■und zwar in der Weise, daß von den zu vergleichenden Einstellungen entweder die Summe oder die Differenz gebildet wird.
Es gibt zahlreiche praktische Fälle, in welchen die Anstellung eines solchen Vergleichs vonnutzen sein kann. Als Beispiel mag der Fall ins Auge gefaßt werden, daß ein Schiff außer mit dem Kompaß noch mit einem Kreiselapparat versehen ist, welcher sich an einer beliebigen geeigneten Stelle entfernt vom Kompaß befindet, und daß nun an irgend einer dritten Stelle des Schiffes ersichtlich gemacht werden soll, ob und um wieviel die Einstellungen beider Instrumente, die,. falls Störungen gänzlich ausgeschlossen werden könnten, theoretisch betrachtet die gleichen sein sollen, tatsächlich voneinander abweichen. Zu diesem Zweck werden nach dieser Erfindung die beiden zu vergleichenden Instru-. 25 mente mit Einrichtungen versehen, welche in irgend einer bekannten Weise ermöglichen, ihre Einstellungen auf elektrischem Wege auf einen an dem entfernt liegenden Punkte aufgestellten Empfänger zu übertragen.

Die bekannten hierzu verwendbaren Empfänger bestehen im allgemeinen aus zwei Elementen oder Organen. Das eine wird mit Hilfe der elektrischen Verbindungen vom Geber in der Weise beeinflußt, daß sich die durch das Zusammenwirken von Elektromagnetspulen und Weicheisenteilen untereinander bezw. durch Zusammenwirken von Spulen mit elastischen Elementen, wie Federn u. dergl., gebildete Kräfteresultierende relativ zu dem Organ um einen der Geberdrehung in' bestimmter Weise entsprechenden Winkel dreht. Das andere Organ wird gebildet durch eine beliebige magnetische oder elektromagnetische Vorrichtung mit festliegender magnetischer Achse. Dabei liegt das eine Organ fest, während das andere drehbar angeordnet ist, und zwar so, daß sich das drehbare Organ um einen der Drehung der Kräfteresultierenden gleichen, mithin der Drehung "des Geberhebels in bestimmter Weise entsprechenden Winkel dreht.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, in einem derartigen Empfangsinstrument das Organ mit festliegender magnetischer Achse zu entfernen und durch ein solches erster Art zu ersetzen, und zwar so, daß das letztere von dem zweiten Geber, dessen Zeigerstellung mit der des ersten Gebers verglichen werden soll, beeinflußt wird: Je nach der Schaltung der Stromverbindungen werden bei gleichsinnigen Drehungen der beiden Geber die beiden Kräfteresultierenden sich ebenfalls gleichsinnig oder aber entgegengesetzt drehen. In dem einen Falle wird daher die Drehung des drehbaren Organ es der Differenz, im anderen ,-65 Falle der Summe der Drehungen der beiden zu vergleichenden Zeiger entsprechen.

Es mag gleich hier darauf hingewiesen wer-

den, daß es keineswegs notwendig ist, die beiden Organe nach demselben Schaltungsprinzip zu bauen. Nichts würde z. B. hindern, einen Anker, der aus zwei gekreuzten, im konstanten Magnetfeld sich drehenden Spulen besteht, in einen Drehfeldring nach Webe r, Allgemeine Elektrizitäts - Gesellschaft, einzusetzen oder eine Voltmeterspule, wie sie die Union-Elektrizitäts-Gesellschaft verwendet, in einen Drehfeldring entweder mit zwei gekreuzten Spulenpaaren oder nach Webe r, Allgemeine Elektrizitäts - Gesellschaft. Diese letztgenannte Kombination würde allerdings nur dann Anwendung finden können, wenn die Bewegung des einen Zeigers relativ beschränkt ist. Dieser Fall liegt z. B. bei einem Instrument vor, welches dazu dient, die Niveaudifferenz zwischen einem Kanal, dessen Spiegel nur geringe Schwankungen erfährt, und dem offenen Meer zu messen, das durch die Gezeiten erheblichen Niveauänderungen unterliegt. Der mit dem Kanalspiegel in Verbindung stehende Kontakthebel würde dann auf die Drehspule zu schalten sein.

Die einzige Bedingung, welche die beiden Organe unter allen Umständen erfüllen müssen, ist die, daß gleichwertigen Drehungen, an den beiden Gebern Drehungen der beiden Kräfteresultierenden entsprechen, welche unter sich gleich sind. Dann wird z.B. beim Anzeigen des Unterschiedes bei gleichwertigen Drehungen der beiden Geber das drehbare Organ in Ruhe verbleiben, also anzeigen, daß die Stellungsdifferenz konstant geblieben ist.

. Indem man außer den beiden Organen der ersten Art noch ein bczw. zwei Organe der· zweiten Art anbringt, kann man erreichen, daß derselbe Apparat außer der Differenz (bezw. Summe) auch den absoluten Wert der Stellung von einem bezw. .beiden Geberzeigern erkennen läßt. .

In den beiliegenden Zeichnungen sind verschiedene Vorrichtungen zur Ausführung des neuen Verfahrens dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Anordnung nach dem Schema des Fernzeigers, der aus zwei im konstanten Magnetfeld drehbaren, mit den verschiedenen Kontakten eines stromdurchflossenen Widerstandes verbundenen gekreuzten Spulen besteht.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei welcher jedoch die Wicklungen des Empfängers ringförmig ausgebildet sind.

Fig. 3 stellt eine Vorrichtung nach dem Schema des bekannten Fernzeigers von Web e r, Allgemeine Elektrizitäts - Gesellschaft (Drehfeldfernzeiger), dar.

Fig. 4 zeigt, wie auch der bekannte Fernzeiger von Siemens & Halsk'e mit einem Sechsrollenmotor zur Ausführung des neuen Verfahrens Verwendung finden kann, während Fig. 5 eine Ausführung^ form zeigt, bei welcher unter Verwendung von Gebern nach dem Schema in Fig. 1 und eines Empfängers nach dem Schema des bekannten Voltmeterfernzeigers der Union - Elektrizitäts - Gesellschaft nicht nur die Differenz zwischen den beiden Geberstellungen, sondern auch die absolute Stellung des einen Gebers angezeigt werden kann.

In Fig. 1 sind G¹ und G² zwei Geber, die im wesentlichen aus je zwei rechtwinklig zueinander gestellten und über die Kontakte eines stromdurchflossenenWiderstandes schleifenden Stromschlußarmen bestehen. Diese werden in Übereinstimmung mit den beiden Instrumenten gedreht, deren Stellungen an entfernter Stelle verglichen werden sollen, also z. B. der Stromschlußarm des Gebers G¹ von einem Kompaß und der Stromschlußarm des Gebers G² von einem Kreiselapparat.

An dem Orte nun, an welchem die Stellung beider Instrumente verglichen werden soll, befindet sich der gemeinsame ■ Empfängerapparat. Dieser besteht aus einem drehbaren, mit zwei gekreuzten Spulen , bewickelten Anker und einem feststehenden Magnetfeld aus zwei ebenfalls gekreuzten Spulenpaaren. Anker und P'eld sind vermöge einer Anordnung, die hier nicht näher erläutert zu werden braucht,' so eingerichtet und je mit den beiden Gebern G¹ und G² so verbunden, daß bei einer bestimmten Drehung eines der Geber auch die magnetische Kräfteresultante des betreffenden Empfängerelementes um einen gestimmten Betrag gedreht wird. Das geschieht dadurch, daß die den Spulensystemen von den mit ihnen verbundenen Gebern avis bei der Drehung der letzteren zugeführten Ströme in den Spulensystemen magnetische Kräfte erzeugen, die sich zu einer Kräfteresultante von bestimmter Richtung zusammensetzen. Je.der Stellung des Geberhebels entspricht eine bestimmte Richtung', der entsprechenden Kräfteresultante, und da die Resultanten beider Spulensysteme aufeinander einwirken, so kommt, wenn beide Geber sich in irgend einer Ruhestellung . befinden, eine bestimmte Stellung zwischen dem festen und dem drehbaren Spulensystem zustande. Ist nun die Schaltung so, daß ' einer Drehung beider Geber im gleichen Sinne auch eine gleichsinnige Drehung der magnetischen Kräfteresultanten beider ■ Systeme entspricht, so drehen sich, wenn beide .Geberhebel um den gleichen Betrag gedreht werden, auch die beiden Kräfteresultanten um den gleichen Winkel, es liegt also kein Grund zu einer gegenseitigen Drehung der beiden Spulensysteme vor. Sin el jedoch die Drehungswinkel beider Geberkurbeln verschieden, so ändert sich die gegenseitige Einwirkung der beiden Kräfteresultanten aufeinander, und die

Folge davon ist eine gegenseitige Verdrehung beider Spulensysteme, deren Größe, wie oben ausgeführt, in einem bestimmten Verhältnis zu der Abweichung zwischen den Drehungswinkeln beider Geberkurbeln steht, so zwar, daß sie im allgemeinen die Differenz beider Drehungswinkel darstellt.

Das von dem Geber G² gespeiste feststehende Spulensystem V¹, R¹ unterscheidet

ίο sich nur dadurch von dem drehbaren Spulensystem V, R, daß beide Spulen des ersteren in je zwei einzelne hintereinander geschaltete Spulen V¹, V¹ und R¹, R¹ zerlegt sind.

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung schematisch

15- dargestellt, bei der die Geber G¹ und G² genau wie in Fig. 1 ausgebildet sind. Der gemeinsame Empfänger unterscheidet sich jedoch von demjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß die Spulensysteme als Ringwicklungen ausgeführt sind und auch das mit dem Geber G¹ verbundene Spulensystem, welches hier das feststehende ist, aus vier Spulen besteht, die zu je zwei hintereinander geschaltet sind.

Fig. 3 stellt eine Vorrichtung dar, bei weleher die Geber nach der Art des bekannten Fernzeigers von Weber, Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft, ausgeführt sind. Der gemeinsame Empfänger ist demjenigen nach Fig. 2 insofern ähnlich, als die Wicklungen als Ringwicklungen ausgeführt sind, jedoch bestehen die beiden Spulensysteme nicht aus je zwei bezw. vier Spulen, sondern aus je sechs Spulen V, V, R, R, S, S bezw. V¹, V¹, R¹, R¹ und S¹, S¹, die wieder zu je zwei hintereinander geschaltetet sind. Die Wirkungsweise ist genau dieselbe wie bei Fig. 1 und 2.

In Fig. 4 ist das Schema einer Vorrichtung gegeben, welche in bezug auf die Anordnung von Geber und Empfänger dem Schema des bekannten Fernzeig'ers von. Siemens & H a 1 s k e entspricht und bei welcher die Geber nur je drei Stellungen besitzen, der drehbare Teil des Empfängers aber als Sechsrollenmotor ausgebildet ist. Der feststehende Teil des Empfängers besteht aus sechs Spulen, die in den verschiedenen Stellungen der Geber wiederum zu zwei und zwei hintereinander geschaltet sind, ebenso wie die Spulen des drehbaren Teiles. Die Wirkungsweise ist auch hier genau identisch mit der bezüglich der Fig. ι beschriebenen.

Will man auch die absolute Stellung eines der beiden Geberhebel an demselben Empfängerinstrument ablesen, so muß naturgemäß noch ein drittes Element hinzugefügt werden, so daß nunmehr zwei unabhängig voneinander bewegliche Teile sowie ein festes Glied vorhanden sind. In Fig. 2 könnte man z. B. im Innern des Innenringes eine drehbare Magnetnadel anordnen, die sich ebenfalls in die Kräfteresultierende einstellt und so die absolute Stellung des zum feststehenden Ring gehörigen Gebers anzeigt.

Gemäß Fig. 5 ist, wie bereits bemerkt, eine Ausführungsiorm mit zwei verschiedenen Systemen gewählt, die ebenfalls die absolute Stellung eines der Geber abzulesen erlaubt. Der Geber G¹ ist wie in Fig. 1 und 2 eingerichtet, der Geber G² jedoch so, daß der Schaltarm keinen vollen, sondern nur einen Halbkreis beschreiben kann, d. h. daß er nur eine geringere Anzahl von Stellungen zuläßt. Das mit dem Geber G¹ verbundene Spulensystem entspricht genau demjenigen nach Fig. 2. Innerhalb des festen Spulensystems V₁ R ist nun aber noch ein drehbares Weicheisenstück α angeordnet. Auf derselben Achse dreht sich eine Spule V¹, welche der in dem bekannten Voltmeterfernzeiger angebrachten Spule entspricht und mit α durch ein ■ elastisches Mittel, z. B. eine Feder b, verbunden ist.

Das Weicheisenstück stellt sich wie ein ge-wohnlicher Elektromagnetanker nach der Richtung der magnetischen Kräfteresultante des Spulensystems V₁ R ein, gibt also die absolute Stellung des Gebers G¹ wieder.

Werden die Geber G¹ und G² um den gleichen Betrag gedreht, so findet wie in allen früher beschriebenen Fällen eine Drehung zwischen der Spule V¹ und dem Spulensystem V, R nicht statt; sind aber die Drehungswinkel beider Geberhebel verschieden, so steht wieder die Drehung zwischen der Drehspule und dem festen Spulensystem in einem bestimmten Verhältnis zu dieser Differenz der Geber.

Eine Vorrichtung wie die in Fig. 5 beschriebene würde zweckmäßig in dem oben bereits erwähnten Fall verwendbar sein, in welchem der Wasserstand eines Kanals mit dem Meeresspiegel verglichen werden soll. Der Geber G¹ wäre entsprechend den Höhenunterschieden des Meeresspiegels einzustellen, der Geber G" entsprechend dem Wasserstand des Kanals. Die Drehung des Weicheisenstückes α gegen das Feld V₁R gibt dann die Pegelstellung des Meeresspiegels an, der Winkel zwischen den Zeigern der Spule V¹ und des Weicheisenstückes α den Wasser- ' stand im Kanal.

Claims (3)

110 Patent-Ansprüche:

I. Verfahren zur Fernanzeige des Unterschiedes der Einstellungen zweier an verschiedenen Punkten befindlicher Zeigerinstrumente, dadurch gekennzeichnet, daß beide' Instrumente als Geberapparate in einem elektrischen Fernübertragungssystem von Zeigerstellungen ausgebildet und mit einem gemeinsamen, aus zwei gegeneinander drehbaren, einander beeinflussenden Magnetfeldern bestehenden Empfänger in der Weise verbunden werden, daß bei

identischen Bewegungen beider Geber die magnetischen Kräftcresultanten der Magnetfelder sich in gleichartiger Weise drehen und ein gegenseitiger Drehungsimpuls zwischen ihnen daher nicht besteht, während bei ungleichartigen Bewegungen der Geber eine Relativdrehung zwischen den beiden Kräfteresultanten der Magnetsysteme des Empfängers stattfindet, welche einen Maßstab für die Abweichung in der Stellung beider Geber bietet.

2. Vorrichtung zur Ausführung des. Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Empfänger aus einem festen und einem drehbaren Spulensystem besteht, welche je mit den beiden Gebern derartig verbunden sind, daß die Bewegung ihrer magnetischen Kräfteresultanten in einem bestimmten Verhältnis zur Bewegung der beiden Geberhebel steht,

3. Ausführungsform der Vorrichtung· nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger außer mit den beiden von den Gebern erregten Spulensystemen noch mit einem oder zwei drehbaren Organen versehen ist, welche der Drehung je einer der Kräfteresultanten der Spulen- : Systeme wie ein Elektromagnetanker folgen und demgemäß außer der Summe bezw. der Differenz auch die absolute Stellung des betreffenden Gebers anzeigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.