DE198339C

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Publication number: DE198339C
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV£ 198339 -' KLASSE 74 b. GRUPPE

OTTO DENNER in NÜRNBERG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. April 1907 ab.

Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Fernmeldevorrichtung für Signalanlagen, welche dazu dienen, eine Reihe von gleichartigen Vorgängen, wie z. B. das Fallen und Steigen des Wassers in einem Behälter, dauernd zu kontrollieren und selbsttätig an eine entfernte Stelle behufs Beobachtung zu. melden. Bei derartigen Anlagen ist es in der Regel nicht möglich, die Signalvorrich-

tungen unter dauernder sorgfältiger Überwachung eines geübten Personals zu halten. Für ein störungsfreies Arbeiten der Vorrichtung ist daher äußerste bauliche Einfachheit und möglichste Unempfindlichkeit gegen störende Einflüsse Bedingung.

Um daher zunächst die empfindlichen Kontaktvorrichtungen zu vermeiden, wie sie für die Verwendung von Batterieströmen erforderlich sind, ist bereits vorgeschlagen worden, zum Antrieb der entfernten Empfänger Wechselstrom zu benutzen, den man auf einfache Weise durch einen Magnetinduktor der bekannten Art erzeugen kann. Hierbei macht es indessen nicht geringe Schwierigkeiten, den Anker des Induktors mit der für die erforderliche elektrische Leistung nötigen Geschwindigkeit bzw. Energie anzutreiben, da der zu überwachende physikalische Vorgang jeweilig'nur schwache Wirkungen unmittelbar auszulösen vermag. Beispielsweise kann die langsame Bewegung eines Schwimmers nicht unmittelbar zum Antrieb des Induktors benutzt werden, und es ist daher eine Hilfskraft heranzuziehen, um, wenn eine bestimmte Wasserstandshöhe erreicht ist und diese nun ferngemeldet werden soll, plötzlich eine große Wirkung auf den Magnetinduktor auszuüben.

Es ist zu diesem Zwecke vorgeschlagen worden, eine Kurbel der Ankerwelle von einer Feder abhängig zu machen, welche langsam angespannt und dabei allmählich in eine andere Lage gebracht wird, bei deren Überschreitung sie einen plötzlichen Zug oder Druck auf die Kurbel in solcher Richtung ausübt, daß der Anker mit großer Kraft und Geschwindigkeit um einen Winkel gedreht wird, wobei der Induktor eine gewisse Leitungsspannung erzeugt.

Derartige Federtriebwerke sind jedoch den zerstörenden Einflüssen der Temperatur, Feuchtigkeit usw. in hohem Maße ausgesetzt und verlangen zur möglichsten Fernhaltung dieser Einflüsse Schutzvorkehrungen, welche wiederum die anzustrebende bauliche Einfachheit · beeinträchtigen und auch die von Zeit zu Zeit immerhin erforderliche Kontrolle der Vorrichtung derart erschweren, daß ■ diese bald ganz unterbleibt. Insbesondere unterliegt die Feder den zerstörenden Einwirkungen der Temperatur und Feuchtigkeit usw.; außerdem aber erleidet sie — was auf keine Art vermieden werden kann — infolge der erheblichen Beanspruchung durch die zu übertragenden großen und plötzlichen Kraft-Wirkungen eine starke Abnutzung, so daß sie nach längerer oder kürzerer Zeit versagt. Derartige Störungen sind aber um so bedenk-

licher, als die zu überwachenden physikalischen Vorgänge meist von der Art sind, daß sie bei versagender Überwachung sofort große Zerstörungen zur Folge haben.
Durch, die vorliegende Erfindung ist eine Vorrichtung geschaffen, welche die erforderliche plötzlich wirkende Hilfskraft mit anderen Mitteln erzeugt, so daß ein Versagen nicht eintreten kann, da die Brauchbarkeit

ίο der Vorrichtung fast unbegrenzt ist.

Die Vorrichtung, bei welcher wiederum Magnetinduktorströme wechselnder oder gleicher Richtung für den Antrieb der Empfänger benutzt werden, besteht im wesentlichen aus zwei Gewichten, welche um dieselbe Achse pendeln können und von der primären Antriebswelle aus -=- die z. B. durch die Kette eines Schwimmers gedreht ■ wird —· vermittels einer Mitnehmeranordnung aus der freihängenden Rühelage langsam emporgehoben werden, bis sie in die Kipplage oberhalb der Achse gelangen. Das eine der beiden Gewichtspendel eilt hierbei dem anderen um einen kleinen Winkel, voraus, so daß es zuerst in die Kipplage gelangt, und ist mit Mitnehmern ausgerüstet, durch welche es beim plötzlichen Überkippen das andere Gewichtspendel mitreißt. Sobald also das erste Pendel zum Fallen kommt, nimmt es das andere mit, und beide üben hierbei eine plötzliche kräftige Wirkung auf einen geeignet (z. B. durch ein Schaltgesperre) gekuppelten ■ Magnetinduktoranker aus. Diese Einwirkung findet nach jeder halben Umdrehung der Antriebswelle — von der Ruhelage des Pendelsystems aus gerechnet — statt, also bei jeder ganzen Umdrehung einmal, und zwar derart, daß die Stromsendungen zum Empfänger stets in gleichen Zeitabständen erfolgen, gleichgültig ob die von der primären Kraft angetriebene Welle in der einen oder anderen Richtung gedreht wird, und wann ein Wechsel der Drehrichtung eintritt. Beispielsweise wird daher, gleichgültig ob der Schwimmer in einem Wasserbehälter steigt oder fällt, die gleiche Reihe von Wasserständen am Empfänger angezeigt. Dies ist eben dadurch erzielt, daß die Gewichte nach jeder halben Umdrehung der Antriebswelle umkippen und herabfallen. Um diesen Vorgang mit Sicher-• heit herbeizuführen, besteht das Gewichtssystem aus zwei Gewichtspendeln, von denen das eine vor dem anderen voreilt; denn da nunmehr um die Kipplage herum stets eine Kraft wirksam ist oder wird, welche entweder die Gewichte zurückzuführen strebt (wenn der Rücklauf der Welle vor völliger Erreichung der Kipplage eintritt) oder den Fall der Gewichte nach der anderen Seite veranlaßt, so ist ein Stehenbleiben des Pendel-. systems, wie dies bei einem einzelnen Gewicht immerhin vorkommen kann, und infolgedessen das Ausbleiben einer Meldung, ebenso wie jede verspätete oder falsche Meldung verhindert.

Die Erfindung sei nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches auf der beiliegenden Zeichnung schematisch veranschaulicht ist. Fig. 1 stellt die Gebevorrichtung für eine Wasserstandsfernmeldeanlage dar, während die Fig. 2 bis 5 die verschiedenen charakteristischen Stellungen der Fallgewichte zeigen. Durch einen Schwimmer 5 wird mittels einer Kette ein Kettenrad k in Umdrehung gesetzt, welches durch eine Zahnradübersetzung einen auf einer Welle w lose drehbaren Mitnehmer m, entsprechend dem Steigen und Sinken des Schwimmers S, in der einen oder anderen Richtung um die Welle w dreht. Der Mitnehmerarm trägt ein Gewicht d zu dem weiter unten angegebenen Zweck. Auf der Welle w ist ferner eine Buchse c lose beweglich, welche ein Pendelgewicht b trägt. An dem Arm des letzteren ist einerseits um den Zapfen e drehbar ein zweites Pendelgewicht f, andererseits um den Zapfen g drehbar eine doppel-. seitige Schubklinke i befestigt, die durch eine Feder η und durch zwei Stifte 0 am Gewicht b für gewöhnlich in einer mittleren Ruhelage gehalten wird. Das Gewicht f besitzt zwei seitliche Arme P₁, p.₂, welche das Gewichtspendel b umgreifen und je eine Anschlagschraube S₁, s.₂ zum Umlegen der Klinke i nach der einen oder anderen Seite tragen. Mit der Welle w ist ein zweizahniges Sperrrad T₁ rfest verbunden, in welches der eine Zahn der Klinke i einfallen kann, während ein zweites ebensolches Sperrad r₂, in das der andere Zahn der Klinke i einfallen kann, mit einer lose auf der Welle w sitzenden Buchse q verbunden ist, die noch ein Zahn rad fo ^zum Antrieb der Induktorwelle v.₂ trägt. Ein auf der Welle»» sitzendes Zahnrad ft dreht die Ankerwelle V₁ des Magnet- induktors J₁. .

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Hebt sich der Schwimmer S zufolge Steigens des Wassers, so bewegt sich der Mitnehmer m in Fig. 1 aus der Ebene der Zeichllung heraus, vor der ruhenden Welle w vorbei, und trifft in der Lage nach Fig. 2 auf das Gewichtspendel f, welches nunmehr mitgenommen wird, wobei es sich um den Zapfen e dreht. Bei weiterer Drehung trifft der Mitnehmer m auch gegen das Gewichtspendel b und nimmt es samt der auf ihm befestigten Schubklinke i mit. Die Welle w, die Sperräder r_x, r₂ und die Anker der Induktoren bleiben hierbei, wie die Fig. 2 bis 4 erkennen lassen, in Ruhe, da die Klinke i frei an den Zähnen der Räder T₁, r₂ vorbeigeht.

Claims

Sobald bei weiterem Heben des Schwimmers 5 das Gewichtspendel f die Kipplage nach Fig. 4 überschreitet, fällt es, wie in Fig. 5 dargestellt, in der Pfeilrichtung herum und dreht hierbei, da das Gewichtspendel b noch in Ruhe ist, die Klinke i infolge Anschlagens der Schraube S₁ um den Zapfen g, wobei die Feder η durchgebogen wird. Kurz darauf schlägt eine Schraube u des Gewichtes f an das Pendel b an und drückt dieses ebenfalls über die Kipplage, so daß es in der Pfeilrichtung herumfällt. Mittels der einfallenden Schubklinke i wird hierbei das Sperrad T₁ mitgenommen und demzufolge der Anker des Induktors J₁ um i8o° gedreht, wobei er einen Strom von bestimmter Richtung in die zum Empfänger führende Leitung L₁ sendet. Hierdurch nimmt das Gewichtssystem die. in Fig. 1 gezeichnete Lage wieder ein, wobei die Klinke i aus dem Rad T₁ gelöst wird. Der Induktoranker wird bis zur nächsten Drehung durch den Einfluß des Magnetsystems selbsttätig in der erreichten Lage festgehalten. .

Eine Drehung des Mitnehmers m in der anderen Richtung (Sinken des Schwimmers S) hat eine gleichartige Bewegung des Fallgewichtsystems in der entgegengesetzten Richtung zur Folge, wobei wiederum das Gewicht f dem Gewicht b um einen kleinen Winkel vorauseilt, so daß es die Kipplage, wie beschrieben, eher als das Gewicht b überschreitet und die Umlegung der Klinke i nach der anderen Seite bewirkt. Fällt dann auch das Gewicht b, so nimmt in diesem Falle die Klinke i das Sperrad r₂ mit, und wird infolgedessen der Anker des Induktors J₂ um i8o° gedreht, wonach die Ruhelage des Systems nach Fig. 1 wieder eintritt. Die Drehung dieses Induktorankers bewirkt einen Strom zum Empfänger über die Leitung L₂, welcher die entgegengesetzte Richtung wie der Ström des Induktors J₁ besitzt. Während der Bewegung des einen Induktorankers bleibt der andere in seiner Ruhelage stehen und entsendet keinen Strom in die Leitung.

Das Gewicht d am Mitnehmer hat den

Zweck, die Arbeitsleistung des Schwimmers über die beiden Hälften der Kreisbewegung des Mitnehmers konstant zu halten. Wird nämlich das Gewicht d gleich der Hälfte des Gewichtes von f und b gewählt, so ist die zum Heben des Gewichtes d in der .Freilaufhälfte der Mitnehmerbewegung erforderliche Arbeit des Schwimmers ebenso groß wie die in der anderen Hälfte der Bewegung zum Heben der Gewichte d, f und b zusammen zu leistende Arbeit, da die Hälfte des Gewichtes b +'/ durch das Gewicht d ausbalanciert ist.

Wie das Vorstehende erkennen läßt, sind irgendwelche umschaltbaren Kontakte oder stark beanspruchte Federn, welche versagen könnten, nicht vorhanden. Alle Teile besitzen einfachste Bauart und hohe Wider-Standsfähigkeit, so daß Störungen selbst bei starker Vernachlässigung der Wartung nicht vorkommen können und eine Wartung im eigentlichen Sinne überhaupt nicht erforderlich ist.

Anstatt zweier Induktoren kann auch ein einziger angeordnet werden, dessen Anker durch die Räder ^₁, ^₂ vor- und rückwärts gedreht wird. Hierbei ist ein Empfänger zu verwenden, welcher auf die positiven und negativen Stromstöße des Induktorankers, die je nach der Drehrichtung des letzteren entstehen, ■ verschieden anspricht, so daß der Zeiger des Empfängers entsprechend vor- und rückwärts schreitet.

Die Verkürzung des Gewichtspendels f gegenüber b ist an sich nicht notwendig, je-, doch zweckmäßig, um die Voreilung des ersteren Gewichtes auch während des Fallens beider Gewichte mit Sicherheit aufrecht zu erhalten und hierdurch das Ineinandergreifen der Klinke i und des Rades T₁ bzw. r₂ während dieser Zeit zu sichern.

Paten τ-Α ν Sprüche:

I. Elektrische Fernmeldevorrichtung, insbesondere für Wasserstandsmeldungen, deren Empfänger durch Magnetinduktorströme fortgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Übersetzung der langsamen Umdrehung einer durch die primäre Kraft (Schwimmer) bewegten Welle (w) in periodische kräftige Antriebe des Magnetinduktorsystems (J₁, J₂) zwei Gewichtspendel (f, b) um eine Achse oder gegebenenfalls um die genannte Welle derart drehbar angeordnet sind, daß sie durch eine von dieser Welle angetriebene Mitnehmeranordnung (m) aus der freihängenden Ruhelage emporgehoben werden und nacheinander in die Kipplage oberhalb der Welle (w) gelangen, aus welcher Lage sie unter Übertragung der .Fallwirkung· auf d.as Magnetinduktorsystem in die Ruhelage zurückfallen, wobei durch Einwirkung des voreilenden Pendels (f) auf das andere Pendel (b) dieses über die Kipplage geworfen und ein Stillstand der Vorrichtung in dieser Lage — zwecks Sicherung der umgekehrten Bewegung der Gewichte bei anderer Drehrichtung der Welle — vermieden wird.
2.. Ausführungsform der Fernmeldevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsam durch

einen Mitnehmer (m) der Welle (w) bis zur Kipplage gehobenen Gewichtspendel (b, f) zufolge der durch die ungleichzeitige Überschreitung der Kipplage verursachten Verschiebung gegeneinander ein zwischen ihnen befindliches Kupplungsorgan (Schubklinke i) in eine solche Lage bringen, daß dieses je nach dem Richtungssinn der Fallbewegung den Antrieb des einen oder anderen von zwei Magnetinduktoren (J₁, J₂) bewirkt.
3. Ausführungsform der Fernmeldeeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zum Heben des Pendelsystems (b, f) dienenden Antriebsorgan (Mitnehmerarm m) ein Gegengewicht (d) angeordnet ist, welches gleich der Hälfte der Gewichte der Pendel (b,f) ist, derart, daß die Arbeit der Triebkraft über die Hub- und Fallperiode der Pendel gleich groß ist.
4. Ausführungsform der Fernmeldeeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am später fallenden Pendel (b) drehbar befestigte, für gewöhnlich durch eine Feder (n) in einer Normalstellung· gehaltene Schubklinke (i). je nach der Fallrichtung des . zuerst fallenden Pendels (f) mit dem Antriebszahnrad (r-y) eines Induktors (J₁) oder mit dem Antriebszahnrad (r₂) eines zweiten Induktors (J.₂) beim Fallen in Eingriff kommt und den Anker des betreffenden Induktors um i8o° aus der einen in die andere Ruhelage dreht, so daß bei jedem Fallen der Pendel entweder der eine oder der andere Induktor Strom zur Empfangsvorrichtnng sendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.