DE221996C

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Publication number: DE221996C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Vorliegende. Erfindung betrifft eine Einrichtung an Signalanlagen mit Wechselstrombetrieb, bei der die Einstellbewegung des Gebers die Erzeugung von Ausgleichströmen in den induktiv oder direkt von einem Erregerwechselstrom beeinflußten Geberspulen sowie in den in entsprechenden Erregerfeldern drehbar angeordneten Ankerspulen der Empfänger bewirkt und hierdurch die Einstellbewegung derPresent. The invention relates to a device on signal systems with alternating current operation, in which the setting movement of the encoder causes the generation of equalizing currents in the inductive or directly from an alternating excitation current influenced transmitter coils as well as in those rotatably arranged in corresponding excitation fields Armature coil causes the receiver and thereby the adjustment movement of the

ίο letzteren zur Folge hat. Derartige Einrichtungen sind beispielsweise in dem Patent 93912 und den Zusatzpatenten 98053 und 99862 beschrieben. Anlagen dieser Art wurden bisher in der Weise ausgeführt, daß man den zur Erzeugung der Ausgleichströme dienenden Geberspulen annähernd den gleichen (induktiven) Widerstand gab als den Ankerspulen der Empfänger. So hat man beispielsweise bei Anlagen, bei denen die Einrichtung der Geber mit denen der Empfänger übereinstimmte, dieselben vielfach auch bezüglich der Widerstände ihrer Ankerspulen gleich ausgebildet, so daß sie beliebig miteinander vertauscht werden konnten.ίο the latter result. Such facilities are for example in patent 93912 and additional patents 98053 and 99862. Systems of this type have so far been carried out in such a way that one almost the same as the transmitter coils used to generate the equalizing currents (inductive) resistance gave as the armature coils of the receiver. So you have, for example in the case of systems in which the donor's setup was the same as that of the recipient, they are often of the same design with regard to the resistances of their armature coils, so that they could be exchanged with one another at will.

Derartige Anlagen arbeiten zur Zufriedenheit, solange sämtliche Teile vollkommen in Ordnung sind. . Es können aber Fehler in den Angaben der Empfänger auftreten, beispielsweise sobald bei Anordnung mehrerer Empfänger einer davon sich nicht in der richtigen Weise einstellt und dadurch eine Rückwirkung auf die übrigen Apparate ausübt. Dieser Fall kann sehr leicht namentlich bei Signalübertragungsanlagen auf Kriegsschiffen eintreten, wenn einzelne Empfänger oder sonstige Teile der Anlage zerschossen werden und zu den schwerwiegendsten Störungen Veranlassung geben, da dann sämtliche übrigen Empfänger falsche Einstellungen zeigen. Auch ergeben sich leicht fehlerhafte Beeinflussungen einzelner Empfänger, wenn sich Isolationsfehler oder durch Beschädigung der Leitung oder von Kontakten hervorgerufene Übergangswiderstände in den Zuleitungen einstellen. Such systems work to satisfaction as long as all parts are completely in Are okay. . However, errors can occur in the information provided by the recipient, for example as soon as one of them does not appear in the right way when several recipients are arranged and this has a retroactive effect exercises on the rest of the apparatus. This case can be very easy, especially in the case of signal transmission systems occur on warships if individual recipients or other parts of the plant are shot and cause the most serious disturbances because then all other receivers show incorrect settings. Also surrendered individual receivers can easily be influenced incorrectly if there are insulation faults or set transition resistances in the supply lines caused by damage to the line or contacts.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die an den Geber angeschlossenen Spulen der Empfänger einen wesentlich höheren, und zwar mindestens vierfachen elektrischen Widerstand erhalten als die zwischen den Abzweigpunkten für die Empfängerleitungen liegenden Geberspulen. According to the invention, these disadvantages are avoided in that the to the encoder connected coils of the receiver a much higher, at least received four times the electrical resistance than the transmitter coils located between the branch points for the receiver lines.

Man erreicht diesen Unterschied in den Widerständen am einfachsten durch eine Ver^ minderung der Windungen und Vergrößerung des Eisenquerschnittes der Geberspulen oder eine Vermehrung der Windungen und Verringerung des Eisenquerschnittes der Empfängerspulen bzw. durch gleichzeitige Anwendung beider Maßnahmen. Im letzteren Falle ergeben sich die meisten Vorteile, wie an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele von Signalübertragungsanlagen näher erläutert werden wird.The easiest way to achieve this difference in the resistances is by means of a ver ^ reduction of the turns and enlargement of the iron cross-section of the encoder coils or an increase in the number of turns and a reduction in the iron cross-section of the receiver coils or by using both measures at the same time. In the latter case, most of the advantages arise, as on hand the exemplary embodiments of signal transmission systems shown in the figures will be explained.

Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung beruht im wesentlichen darauf, daß der Geber infolge seines im Verhältnis zu den Empfängern geringen Widerstandes seiner Teile eine 'derartige Spannungsenergie besitzt, daß die oben angeführten, in der Anlage auftre-The operation of the new device is based essentially on the fact that the donor as a result of the low resistance of its parts in relation to the recipients has such a voltage energy that the above-mentioned occur in the system

tenden Fehler keine erhebliche Rückwirkung auf die Geberspannung und mithin auf. die Empfänger ausüben können.tend errors have no significant repercussions on the encoder voltage and therefore on. the Recipients can exercise.

In Fig. ι ist die Zusammenschaltung eines Gebers I mit drehbaren Ankerspulen O₁ und mehrerer kleinerer Empfänger II, III, IV derselben Bauart schematisch dargestellt, wobei die erfindungsgemäße Bemessung der einzelnen Teile durch verschiedene Größe derselbenIn Fig. Ι the interconnection of a transmitter I with rotatable armature coils O ₁ and several smaller receivers II, III, IV of the same design is shown schematically, the inventive dimensioning of the individual parts by different sizes of the same

ίο angedeutet ist. Die Wechselstromquelle D speist die Erregerwicklungen ^₁ des Gebers I und diejenigen e₂ der Empfänger. In den drei Spulen des Geberankers a_x und denen der Empfängeranker ä₂ werden durch die Wechselfelder der Erregerspulen Spannungen induziert, Und die durch die Spannungen bedingten Ausgleichströme bewirken die Einstellung des Empfängers auf die jeweilige Geberstellung. ■ίο is indicated. The alternating current source D feeds the excitation windings ^ _{1 of} the transmitter I and those e _{2 of} the receiver. In the three coils of the transmitter armature a _x and those of the receiver armature ä ₂ , voltages are induced by the alternating fields of the excitation coils, and the equalizing currents caused by the voltages cause the receiver to be set to the respective transmitter position. ■

Die Erfindung ist natürlich nicht auf diese besondere .Ausführungsform der Anlage beschränkt. Es können beispielsweise statt der • gezeichneten drei Ankerspülen eine andere Zahl verwandt werden. Während bei der Einrichtung nach Fig. 1 die Geberspulen induktiv von dem Erregerstrom beeinflußt werden, können auch, wie Fig. 2 zeigt, die die Anker der Empfänger beeinflussenden Ausgleichströme im Geber durch Abzweigen der Verbindungsleitungen von einer Drosselspule c gewonnen werden, die von dem die Empfängermagnete erregenden Wechselstrom dauernd durchflossen, also direkt beeinflußt wird. Während die Gebereinrichtung nach Fig. 1 das Prinzip des gewöhnlichen Transformators verkörpert, weist Fig. 2 das Merkmal des Sparoder Autotransformators auf. Ein Umschalter d, der mit dem Geberhebel in Verbindung steht, gestattet, bei der Einrichtung nach Fig. 2 diese Abzweigung in der Hebelstellung entsprechenderweise zu verändern und dementsprechend den Empfängerankern Ströme verschiedener Stärke zuzuführen, die deren Einstellung bewirken.The invention is of course not limited to this particular embodiment of the system. For example, instead of the three anchor flushes shown, a different number can be used. While in the device according to Fig. 1, the transmitter coils are inductively influenced by the excitation current, as shown in FIG Receiving magnets exciting alternating current continuously flowing through, so is directly influenced. While the transmitter device according to FIG. 1 embodies the principle of the ordinary transformer, FIG. 2 has the feature of the economy or autotransformer. A changeover switch d, which is in connection with the transmitter lever, allows this branch in the lever position to be changed accordingly in the device according to FIG.

Bei allen derartigen und ähnlichen Signalübertragungsanlagen mit Wechselstrombetrieb gelingt es, durch die neue Bemessung der elektrischen Größen der einzelnen Vorrichtungen auch beim Auftreten von Stockungen an einzelnen Empfängern oder von Fehlern in den Leitungen die Spannungsunterschiede zwischen den Leitungen und mithin die Beeinflussung der Empfänger in erlaubten Grenzen zu halten.In all such and similar signal transmission systems with alternating current operation succeeded by the new dimensioning of the electrical quantities of the individual devices even if there are stoppages at individual receivers or errors in the Lines the voltage differences between the lines and therefore the influence to keep the recipient within permitted limits.

Es sei als erstes Beispiel einer Störung der Signalanlage der Fall angenommen, daß einer der Empfänger beispielsweise infolge Beschädigung durch ein Geschoß sich nicht richtig oder überhaupt nicht mehr einstellen kann, so daß er dauernd eine mit der Geberspannung nicht mehr übereinstimmende Spannung zu erzeugen sucht. Es liegen dann die Verhältnisse derart, daß bei einem hinreichend kräftigen, d. h. mit geringem Widerstände versehenen Geber, und wenn der von dem Fehler betroffene Empfänger mit hohem Widerstand versehen, also wesentlich schwächer als der Geber ist, die richtigen Spannungsverhältnisse in den Ankerleitungen aufrecht erhalten und die übrigen Empfänger gar nicht oder nur ganz unbedeutend beeinflußt werden. Eine wesentliche Spannungsänderung in den Leitungen kann nur bei sehr starker Stromentziehung eintreten, die aber wegen des hohen Widerstandes der Empfänger durch mechanische Feststellung oder Verstellung dieser Vorrichtungen nicht eintreten kann. Im übrigen kann man die Empfänger auch wegen ihres geringen Stromverbrauches mit Sicherungen s, für sehr geringe Stromstärken versehen, die bei einem direkten Kurzschluß im Empfänger und dadurch bedingten, möglicherweise schädlich wirkenden Strom sofort abschmelzen und damit eine Rückwirkung des Empfängers auf den Geber gänzlich ausschalten.As a first example of a signal system malfunction, assume that one the recipient is not correct, for example due to damage from a projectile or can no longer adjust at all, so that he is constantly one with the encoder voltage seeks to generate no longer matching tension. Then there are the circumstances such that with a sufficiently strong, d. H. provided with low resistance Encoder, and if the receiver affected by the error with high resistance provided, i.e. much weaker than the giver, the correct tension ratios maintained in the anchor lines and the other receivers not at all or can only be influenced insignificantly. A significant change in tension in the Lines can only occur if there is a very strong current draw, but this is due to the high resistance of the receiver due to mechanical locking or adjustment of these devices cannot occur. Incidentally, you can also be the recipient because of their low power consumption with fuses s, for very low currents provided that in the event of a direct short circuit in the receiver and possibly caused by it Immediately melt the harmful current and thus have a retroactive effect of the receiver to switch off the encoder completely.

Es sei ferner angenommen, daß ein Isolationsfehler an einer beliebigen Stelle zwischen zwei oder auch allen drei Ankerleitungen auftritt, wie dies schematisch in den Fig. ι und 2 durch den punktiert eingezeichneten Widerstand W₁ angedeutet ist. Entsprechend dem Spannungsunterschied zwischen den Ankerleitungen wird durch die fehlerhafte Stelle ein Strom fließen, dessen Größe von der des Übergangswiderstandes W₁ abhängt. Dieser Zusatzstrom kann aber auch in diesem Falle bei genügender Größe des Gebers I keine merkliche Änderung in den Spannungsverhältnissen hervorrufen, da die Klemmenspannung am Geber auch bei stärker Stromentnahme nicht wesentlich abnimmt. Ist der Widerstand W₁ so klein und demgemäß die Stromentnahme durch ihn so groß, daß eine fehlerhafte Beeinflussung der Empfänger auftreten würde, was durch die Wahl des Verhältnisses von Geber und Empfänger erst bei einer sehr erheblich größeren als der normalen Stromentnahme stattfindet, so schmelzen die Sicherungen s_a und setzen die ganze Anlage außer Betrieb. In dem Falle, daß der Isolationsfehler aber in einer Leitung hinter einer Empfängersicherung auftritt, schmelzen nur die entsprechenden Empfängersicherungen s.,. Es schaltet sich also nur der Empfänger mit gestörter Leitung selbsttätig ab, ohne daß die übrige Anlage irgendwie beeinflußt wird.It is also assumed that an insulation fault occurs at any point between two or all three armature lines, as indicated schematically in FIGS. ₁ and 2 by the resistance W 1 shown in dotted lines. According to the voltage difference between the armature lines, a current will flow through the faulty point, the size of which depends on that of the contact resistance W _1. Even in this case, however, this additional current cannot cause any noticeable change in the voltage ratios if the encoder I is of sufficient size, since the terminal voltage on the encoder does not decrease significantly even with greater current consumption. If the resistance W _{1 is} so small and accordingly the current drain through it so large that an incorrect influence on the receiver would occur, which, due to the choice of the ratio of transmitter and receiver, only takes place at a much larger than normal current drain, they melt Fuses s _a and put the whole system out of operation. In the event that the insulation fault occurs in a line behind a receiver fuse, only the corresponding receiver fuses will melt, see,. Only the receiver with a disturbed line switches itself off automatically, without the rest of the system being influenced in any way.

Als dritte Art eines Fehlers trete schließlich ein durch Leitungsbruch, schlechten Kontakt 0. dgl. bewirkter Übergangswiderstand in einer oder mehreren der Ankerleitungen ein, der in den Figuren schematisch durch denThe third type of error is a line break, bad contact 0. The like brought about contact resistance in one or more of the armature lines, which is shown schematically in the figures by the

punktiert eingezeichneten Widerstand ze», angedeutet ist. In diesem Übergangswiderstand wird ein ohmscher Spannungsabfall entstehen, der dem Widerstand und dem durchfließenden Strom proportional ist. Da nun gemäß der Erfindung die Empfänger erheblich höhere Widerstände besitzen als der Geber, so verbrauchen erstere an sich wenig Strom, und der Widerstand W₂ kann beträchtliche Wertedotted resistance ze », is indicated. An ohmic voltage drop will arise in this contact resistance, which is proportional to the resistance and the current flowing through it. Since, according to the invention, the receivers have considerably higher resistances than the transmitter, the former consume little current per se, and the resistance W ₂ can have considerable values

ίο annehmen, ohne daß eine merkliche Beeinflussung des Empfängers eintritt.ίο accept without any noticeable influence of the recipient occurs.

Würde man Geber und Empfänger wie bisher nahezu gleich groß machen, so würde bei absolut kleinen Eigenwiderständen nur ein Isolationsfehler W₁, bei großen Eigenwiderständen nur ein Übergangswiderstand w, unschädlich sein.- Es bleibt also dann auf alle Fälle eine mögliche Störungsquelle bestehen, während erfindungsgemäß beide Fehler vermieden werden.If one were to make the transmitter and receiver almost the same size as before, only an insulation fault W ₁ would be harmless with absolutely small intrinsic resistances, and only one contact resistance w with large intrinsic resistances both mistakes can be avoided.

Aus konstruktiven Rücksichten ist es geboten, Geber und Empfänger nicht allzu verschieden zu machen. Ein geringer Widerstand des Gebers bedingt große räumliche Abmessungen desselben. Ein großer Widerstand des Empfängers vermindert dessen Einstellkraft. Man wird daher zweckmäßig den Unterschied zwischen Geber und Empfänger nur so weit ausbilden, als es zur hinreichenden Vermeidung der genannten Störungsquellen notwendig ist. Die für die Wahl des Widerstandsverhältnisses maßgeblichen Gesichtspunkte ergeben sich an Hand der in Fig. 3 dargestellten Kurve.For constructive reasons, it is advisable not to differ too much between giver and recipient close. A low resistance of the encoder requires large spatial dimensions same. A high resistance on the part of the receiver reduces its adjustment force. It is therefore expedient to make the difference between giver and receiver only as far as it is necessary to adequately avoid it of the sources of interference mentioned is necessary. The one for the choice of the resistance ratio Relevant aspects result from the curve shown in FIG. 3.

In dieser Figur ist die Größe der in der Empfängeranzeige auftretenden größten FehlerIn this figure is the size of the largest errors appearing in the receiver display

Fm als Funktion des Größenverhältnisses -w-,— Fm as a function of the size ratio -w -, -

von Geber- zu Empfängerwiderstand dargestellt, und zwar für den Fall, daß nur einer der Empfänger gegen seine Einstellage verdreht bzw. festgehalten wird. Im Punkt 1 sind Geber- und Empfängerwiderstände gleich groß; der Fehler beträgt 50 Prozent der Empfängerverdrehung, da der verdrehte Empfänger ebenso stark wie der Geber selbst die übrigen Empfänger beeinflußt. Im Punkt 2 ist der Empfängerwiderstand doppelt so groß wie der des Gebers. Da die Einstellkraft quadratisch mit der Stromstärke abnimmt, ist hierbei die durch den verdrehten Empfänger auf die übrigen Empfänger ausgeübte Kraft nur noch ein Viertel der des Gebers; die größte fehlerhafte Verstellung der übrigen Empfänger wird daher nur noch etwa 20 Prozent von der des verdrehten Empfängers betragen. Bei einem Verhältnis von 3 : ι in den Widerständen ist der Fehler auf 10 Prozent gesunken, bei 4 : 1 auf 6 Prozent, bei 5 : 1 auf 4 Prozent. Man erkennt hieraus, insbesondere bei Betrachtung der Fig. 3, daß ungefähr bis zu dem Verhältnis 4 : 1 der Fehler mit der Vergrößerung des Verhältnisses rasch abnimmt, über das Verhältnis 4:1. hinaus sich dagegen nur noch wenig mit dem Größen-Verhältnis ändert. Es bietet daher praktisch im allgemeinen keinen weiteren Vorteil, das Widerstandsverhältnis weiter als wie 4:1 zu steigern, zumal dann die praktisch im allgemeinen zulässige Grenze der Fehler, die man für 5 bis 6 Prozent annehmen kann, nicht überschritten wird. Auch machen sich dann schon andere Fehler, ungenaue Ablesung, Reibungswiderstände und ähnliches in solcher Weise bemerkbar, daß es keinen Zweck mehr hat, einen geringen Fehler zu verkleinern, wenn größere sonstige Fehler so wie so vorhanden sind. Ein weiterer Grund, das Widerstandsverhältnis nicht größer als 4 :i zu wählen, besteht darin, daß, wie bereits angedeutet, die Einstellkraft abnimmt, wenn man von · zwei gleichen Apparaten den einen vergrößert und den anderen entsprechend verkleinert. Schließlich ist auch aus konstruktiven Rücksichten eine allzugroße Verschiedenheit in den Abmessungen des Gebers und der Empfänger nicht erwünscht. Nur in besonderen Fällen, bei Präzisionsapparaten, wo es auch auf sehr kleine Verstellungen ankommt,from transmitter to receiver resistance shown in the event that only one the receiver is rotated or held against its setting position. In point 1 the transmitter and receiver resistances are the same; the error is 50 percent of the receiver rotation, because the twisted receiver influences the other receivers just as much as the transmitter itself. In point 2 the receiver resistance is twice that of the transmitter. Because the adjustment force decreases quadratically with the current intensity, here is the one caused by the twisted receiver the force exerted on the other receivers is only a quarter of that of the giver; the biggest flawed adjustment of the rest Receiver will therefore only be around 20 percent of that of the twisted receiver. With a ratio of 3: ι in the resistors, the error is 10 percent decreased, at 4: 1 to 6 percent, at 5: 1 to 4 percent. One recognizes from this, in particular when looking at Figure 3, up to about 4: 1 is the error with increasing the ratio decreases rapidly, over the ratio 4: 1. out on the other hand, changes only little with the size ratio. It therefore offers practical In general, no further benefit in increasing the resistance ratio beyond such as 4: 1 increase, especially since then the practically generally permissible limit of the errors that one for 5 to 6 percent can not be exceeded. Also make up then other errors, inaccurate reading, frictional resistance and the like in such It is noticeable that there is no longer any point in reducing a minor error, if there are major other errors as such. Another reason, the drag ratio Choosing not greater than 4: i consists in that, as already indicated, the adjusting force decreases when one of two identical apparatuses is enlarged and the others reduced accordingly. After all, it is also made constructive Consider too great a difference in the dimensions of the encoder and the Recipient not wanted. Only in special cases, with precision equipment, where there is even very small adjustments are important,

wird man das Widerstandsverhältnis bisone gets the resistance ratio up

W₁ W ₁

10 : ι wählen.10: Select ι.

Claims

Patent claim:

Device on signal systems with alternating current operation, in which the setting movement of the inductively or directly influenced by alternating current sender results in the generation of equalizing currents in the armature coils of the receiver, which are rotatably arranged in alternating current fields, and thereby the setting of the latter, characterized in that to avoid interference, which result from insulation faults, contact resistances and other things when holding a receiver, the individual receiver armature coils (a ₂ ) have a significantly higher and at least four times the electrical resistance than the coils provided for generating the equalizing _{currents (a according to} Fig., c / Fig. 2) of the giver.

1 sheet of drawings.