DE223727C

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Publication number: DE223727C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 223727 KLASSE 74 c. GRUPPE

schrittweise fortgeschalteter Apparate.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. März 1909 ab.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Geben und Empfangen von Stromstößen und Signalen von einer entfernten Gebestelle nach einer oder mehreren Empfangsstellen; die Vorrichtung ist besonders bestimmt für Apparate mit schrittweise fortschreitender . Drehbewegung, bei denen eine volle Umdrehung des Ankers durch aufeinanderfolgende Teildrehungen herbeigeführt wird, deren Zahl

ίο größer ist als die Zahl der Feldmagnete oder Ankerpolstücke des Apparates. Zu diesem Zwecke hat man bereits vorgeschlagen, den Anker mit einer ungeraden oder einen geraden Zahl von Polstücken auszuführen, die einer geraden bzw. ungeraden Zahl von Feldmagneten gegenüberstehen und diese letzteren zeitweise, einzeln oder in nebeneinanderliegenden Paaren zu erregen. Bei einer solchen Anordnung werden die Drehbewegungen des Ankers um die ' 20 Ankerachse mittels einer Kraftwirkung hervorgebracht.

Gemäß der Erfindung sind hingegen die Ankerpolstücke und die Feldmagnete so angeordnet, daß die aufeinanderfolgenden Winkelbewegungen des Ankers durch ein Kräftepaar, anstatt durch eine Kraftwirkung hervorgebracht werden, wodurch einseitige Beanspruchungen der Ankerwelle vermieden werden. Das Kräftepaar wird dadurch erzeugt, daß die Polstücke des Ankers und die Feldmagnete in der Weise angeordnet werden, daß jede Winkelverschiebung durch die Anziehung zweier sich diametral gegenüberstehender, erregter Feldmagnete auf zwei sich ebenfalls diametral entgegenstehende Ankerpolstücke hervorgebracht wird.

Jeder Apparat besitzt eine ungerade Zahl von Feldmagnetpaaren, deren Polstücke sich diametral gegenüberstehen und die kreisförmig . um die Achse des Ankers angeordnet sind. Der Anker besteht aus einer geraden Zahl radialer Armpaare, die im folgenden als Polstücke bezeichnet werden sollen; der Anker besitzt keine Wickelungen oder Spulen, die ihn erregen. Die Reihenfolge, in der die Feldmagnete erregt werden, und das Verhältnis, in dem sie zu den Polstückepaaren des Ankers stehen, ist so gewählt, daß bei jeder Schrittbewegung des Ankers wenigstens ein Paar der Ankerpolstücke an einem oder mehreren Punkten zwischen zwei benachbarten Paaren der Feldmagnetpole zu ruhen kommt. Eine Geberschaltung ist so angeordnet, daß die Feldmagnete paarweise entweder in der Richtung des Uhrzeigers oder in entgegengesetzter Richtung erregt werden, je nachdem die Appa- · rate ihre Drehrichtung erhalten sollen; die Reihenfolge, in der die Feldmagnetpaare erregt werden, hängt von der Polzahl ab, welche . benutzt wird. Sind beispielsweise sechs Magnetpole vorhanden, die drei Paare bilden, und viei Ankerpolstücke, welche zwei Paare bilden, so Averden die Feldmagnete einer um den anderen erregt, und der Anker wird zwölf Schrittbewegungen bei jeder Umdrehung ausführen. Oder wenn abwechselnd Einzel- und Doppelpaare erregt werden, wie später beschrieben, so wird der Anker bei jeder Um-

drehung vierundzwanzig Schrittbewegungen ausführen. Der Anker ist mit einem Zeigerwerk versehen, z. B. mit einem auf einem Zifferblatt beweglichen Zeiger, und die verschiedenen Anker ' der gebenden und empfangenden Apparate werden sich in gleichen Schritten bewegen, wenn die Feldmagnete wie vorbeschrieben erregt werden, so daß alle . Zeigervorrichtungen sich in Übereinstimmung

ίο bewegen werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll dieselbe mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen weiter erklärt werden, wobei zunächst angenommen werden soll, daß die Apparate drei Paar Feldmagnete und die Anker zwei Paar Polstücke besitzen.
Fig. ι ist ein Längsschnitt und
Fig. 2 ein Querschnitt durch einen der Apparate.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht und

Fig. 4 ein Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3 durch eine zweckmäßige Form eines Geberschalters, wie er bei Apparaten der angegebenen Art Anwendung finden soll.

Fig. 5 zeigt das Schaltungsschema zwischen dem gebenden und einem der empfangenden Apparate. ■ .

Fig. 6, 7 und 8 . zeigen die verschiedenen Ankerstellungen an, die durch die Schaltung herbeigeführt werden.

Fig. 9, 10 und 11 zeigen diese Ankerstellungen bei einer anders angeordneten Erregung der Feldmagnete an.

Fig. 12 und 13 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher fünf Paar Feldmagnetpole vorhanden sind.

Bei der in Fig. 1 bis 8 veranschaulichten Einrichtung besteht jeder der Apparate aus sechs Feldmägneten, deren Wickelungen so angeordnet sind, daß ihre Pole in einander gegenüberliegenden Paaren erregt werden, die mit i, i, 2, 2 und 3, 3 bezeichnet sind. Diese Feldmagnete werden von einem Ring oder trommeiförmigen Gehäuse α¹, zweckmäßig aus Weicheisen, getragen, das zwischen zwei durch Bolzen gegeneinander gezogenen Stirnplatten α² (Fig. ι und 2) gehalten wird. Die Polstücke dieser Magnete haben eine radiale Stellung von der Achse dieses Ring- oder Trommelgehäuses ausgehend. Der Anker hat vier Polstücke, die sich in zwei Paaren i^x, i^x und 2^X, 2^X gegenüberstehen. Dieser Anker besteht zweckmäßig aus Weicheisen und, wie schon bemerkt, trägt er keine Erregerspulen oder Wickelungen. Dieser Anker sitzt auf einer durch die Mitte des Ringgehäuses und durch die beiden Stirnplatten a² gehenden Achse. Auf dieser Achse sitzt ein Zeiger B (Fig. 1), der hier über ein Zifferblatt B¹ sich bewegt, das, wenn der Signalapparat beispielsweise zur Leitung des Feuers von Geschützen verwendet wird, mit einer die Entfernungsangaben enthaltenden Skala versehen sein kann.

Die übertragende Schaltervorrichtung (Fig. 3 und 4) ist in dem dargestellten Beispiel von der Art mit drehbarer Trommel mit drei bogenförmigen Kontakten c¹, c², c³ und einem durchgehenden oder Ringkontakt c, mit dem jeder der bogenförmigen Kontakte leitend, verbunden ist. Alle diese Kontakte sind aus Metall und auf einer Trommel C aus isolierendem Stoff angebracht. Diese Trommel sitzt auf einer Spindel, die in Lagern ruht und durch eine Handkurbel C¹ gedreht werden kann. Die drehbaren Kontakte c, c¹, c², c³ wirken mit feststehenden Kontakten d, d¹, d², d³ zusammen, die von federnden Armen gebildet werden, deren freie Enden gegen die drehbare Schalttrommel anliegen. Die Abmessungen der bogenförmigen Kontakte c¹, c², c^s sind so gewählt, daß während einer Umdrehung der Trommel immer nur einer der feststehenden Kontakte d¹, d², d^s sich in leitender Verbindung mit dem Ringkontakt c befinden kann.

Das eine Ende jeder der Wickelungen der Feldmagnete 1, 2, 3 des Apparates an der Geberstelle A ist vom Schaltbrett D aus durch Leitungsdrähte 10, 20, 30 (Fig. 5) mit den betreffenden feststehenden Kontakten d¹, d², d^s verbunden, sowie ferner durch die Anschlußstücke E und F und das Schaltbrett G¹ mit je einem Ende der entsprechenden Wickelungen der Feldmagnete 1, 2, 3 des empfangenden Apparates A¹. Die anderen Enden der Wickelungen dieser Feldmagnete 1,2,3 sind durch einen Leitungsdraht 40 mit dem einen Pol . einer Batterie B verbunden, oder mit einer sonstigen Elektrizitätsquelle, deren anderer Pol durch den Draht 50 mit dem feststehenden Kontakt d der Schaltvorrichtung verbunden ist. ■

Bei der Drehung dieser Schalttrommel C bleibt der Kontakt d in beständiger leitender Verbindung mit dem Ringkontakt c, während die Kontakte d¹, c¹, d², c² und d^s, c^s nacheinander in leitende Verbindung treten. Wenn die Kontakte d¹, c¹ sich berühren, geht ein Strom von dem einen Pol der Batterie B durch den Draht 50, die Kontakte d, c, und d¹, c¹, die Drähte 10, die Wickelungen des Feldmagnetpaares 1, 1 und zurück zum anderen Batteriepol durch den Draht 40. Der Anker nimmt dabei unter dem Einfluß des bei der Erregung dieses Feldmagnetpaares erzeugten Magnetfeldes die in Fig. 5 und 6 gezeigte Stellung ein, in der die Polstücke i^x, i^x sich den Polen 1, 1 der Feldmagnete gegenüber befinden und . die Polstücke 2^X, 2^X zwischen den Feldmagnetpolpaaren 2, 2 und 3, 3 stehen. Berühren sich die Kontakte d², c², so geht kein Strom mehr durch die Wickelungen des Feldmagnetpaares 1,1, sondern es fließt Strom von der Batterie B

durch den Draht 50, die Kontakte d, c und d?, c², die Drähte 20, die Wickelungen des Feldmagnetpaares 2, 2 und zurück zur Batterie durch den Draht 40. Der Anker vollführt dabei eine weitere Schrittbewegung und nimmt die in Fig. 7 gezeigte Stellung ein, in der seine Polstücke 2^X, 2^X sich den Polen der Feldmagnete 2, 2 gegenüber befinden, während seine Polstücke i^x, i^x zwischen den Polen der FeIdmagnete 1, 1 und 3, 3 stehen. Treten nun die Kontakte d³, c^s miteinander in Berührung, so geht kein Strom mehr durch die Wickelungen des Feldmagnetpaares 2, 2, sondern es fließt Strom von der Batterie B durch den Draht 50, die Kontakte d, c und d³, c^s, die Drähte 30, die Wickelungen des Feldmagnetpaares 3, 3 und zurück zur Batterie durch den Draht 40. Der Anker dreht sich dabei um einen Schritt weiter und nimmt die Stellung gemäß Fig. 8 ein, in

der seine Polstücke i^x, i^x den Polen der Feldmagnete 3,3 gegenübertreten und seine Polstücke 2^X, 2^X zwischen den Polen der Feldmagnete ι, ι und 2, 2 liegen. Kommen nun die Kontakte d¹, c¹ wiederum in Berührung, so geht der Strom abermals durch die Wickelungen des Feldmagnetpaares 1,1, und der Anker rückt einen Schritt weiter und nimmt eine Stellung ein, in der seine Polstücke 2^X, 2^X den Polen der Feldmagnete 1, 1 gegenüberliegen, während seine Polstücke i^x, i^x zwischen den Polen der Feldmagnete 2, 2 und 3, 3 stehen, und so fort durch eine volle Umdrehung des Ankers. Es wird hiernach verständlich sein, daß jeder durch die Schaltung C den Apparaten zugeführte Stromstoß die Pole der Feldmagnete, die den Polstücken des Ankers am nächsten liegen, erregt und dem Anker eine Teildrehung erteilt, die ausreicht, um das Ankerpolstück diesen erregten Feldmagnetpolen -gegenüberzustellen. Da alle übrigen Pole der Feldmagnete währenddessen stromlos sind, so kann der Anker kein Bestreben zeigen, sich anders zu bewegen; er wird auch nicht seine vorgeschriebene Bewegung überschreiten, weil der magnetische Einfluß, den jedes einzelne Paar der erregten Feldmagnetpole auf die entsprechenden Ankerpolstücke ausübt (nachdem dem Anker die Schrittbewegung erteilt ist), zugleich die Wirkung hat, den Anker stillzusetzen. Die vorbeschriebenen Vorgänge wiederholen sich in der angegebenen Reihenfolge, solange als die Schalttrommel C gedreht wird, und die Anker der Apparate drehen sich schrittweise in Übereinstimmung, ohne daß eine Abweichung einer Teildrehung eines Ankers von der eines anderen stattfinden kann. Die Anker vollziehen nacheinander in einer Umdrehung zwölf Teilschritte, obgleich nur sechs Feldmagnetpole vorhanden sind.

6p Wenn dieDrehungsrichtung der Schalttrommel C umgekehrt wird, werden die Feldma- gnete in der umgekehrten Folge erregt, d. h. das Magnetpaar 1, 1 wird zuerst erregt, danach das Paar 3, 3, dann das Paar 2, 2 und wieder das Paar 1,1, und so fort in dieser Reihenfolge während der folgenden Drehung der Schalttrommel in dieser Richtung.

Wird die Schaltvorrichtung so eingerichtet, daß sie zwei Paar Feldmagnete zu gleicher Zeit erregt, hierauf im folgenden Augenblick ein Paar der Feldmagnete und in gleicher Weise fortfahrend, so können bei einer Umdrehung der S.chalttrommel vierundzwanzig Stromstöße gegeben werden für einen Apparat, der drei Paar Feldmagnetpole besitzt.

Eine Anordnung dieser Art ist durch Fig. 9, 10 und 11 verdeutlicht. Fig. 9 zeigt die Stellung des Ankers, in der die Feldmagnetpaare 1,1 erregt sind; die Ankerpolstücke i^x, i^x stehen hier diesen Magnetpolen gegenüber, und die Ankerpolstücke 2^X, 2^X stehen zwischen den beiden Feldmagnetpolpaaren 2, 2 und 3, 3. Beim nächsten Schritt der Ankerbewegung werden die Magnetpole 2, 2 erregt, während die Magnetpole 1,1 noch erregt sind. Der Anker nimmt dabei die in Fig. 10 gezeigte Stellung ein; seine Polstücke i^x, i^x stehen teilweise den Magnetpolen 1, 1 gegenüber und die Polstücke 2^X, 2^X teilweise den Magnetpolen 2, 2. Bei der nächstfolgenden Schrittbewegung des Ankers bleibt das Magnetpolpaar 2, 2 erregt, aber das Polpaar 1,1 ist unwirksam, wonach der Anker die in Fig. 11 gezeigte Stellung" einnimmt, in der. die Ankerpolstücke i^x, i^x zwischen den Feldpolen 1, 1 und 3, 3 liegen, die Polstücke 2^X, 2^X aber unmittelbar gegenüber den Feldpolen 2, 2. Bei der nächstfolgenden Fortschaltung werden die Magnetpole 2,2 und 3, 3 zusammen erregt, bei der darauf folgenden Weiterschaltung aber nur das eine Paar 3, 3, darauf folgend wieder die beiden Polpaare 3, 3 und 1, 1 zusammen, und dann wieder das Feldpolpaar 1, 1 allein, und so fort durch eine volle Umdrehung des Ankers.

Bei einem Apparat, welcher mit fünf Paar Feldmagnetpolen anstatt deren drei versehen ist, kann bei jeder Ankerumdrehung eine noch weit größere Zahl von Stromstößen gegeben werden; wenn der Anker dabei zwei Paar Polstücke besitzt, so können in einer Umdrehung desselben vierzig Schrittbewegungen ausgeführt werden.

Zur Verdeutlichung dieser Anordnung dienen Fig. 12 und 13. Fig. 12 zeigt die Stellung, in der das Feldmagnetpolpaar ι, Ι erregt ist. Beim nächsten Schritt des Ankers werden die Magnetpole 1, 1 und 2,2 zusammen erregt, und der Anker nimmt die in Fig. 13 gezeigte Stellung ein, in der seine Polstücke i^x, i^x eine Stellung zwischen den Magnetpolpaaren 1, 1 und 3, 3, die Polstücke 2^X, 2^X aber eine Stellung zwischen den Magnetpolpaaren 2, 2 und 5, 5

einnehmen; dabei befinden sich die Polstücke . 2^X, 2^X näher an den Polen 2, 2 als an den Polen 5,5. Die Reihenfolge, in der die Erregung der Feldmagnetpole sich vollzieht, ist folgende : ι allein, 1 und 2 zusammen, 2 allein, 2 und 3 zusammen, 3 allein, 3 und 4 zusammen, 4 allein, 4 und 5 zusammen, 5 allein und 5 und 1 zusammen, und so fort. Wird der Apparat mit seinen fünf Paar Feldmagnetpolen in der Weise betrieben, wie mit Bezug auf Fig. 6, 7 und 8 beschrieben worden ist, so würde der Anker während einer Umwälzung zwanzig anstatt vierzig Schrittbewegungen ausführen.

Für die Aus führungs formen des Motors gemaß Fig. 9, 10 und 11 sowie gemäß Fig. 12 und 13 wird natürlich die Schaltvorrichtung entsprechend hergerichtet werden müssen, um die vorerwähnte Reihenfolge der Erregung der Feldmagnetpole zu bewirken.

Es ist noch zu bemerken, daß, wenn ein Anker mit vier Polstücken verwendet wird, die Zahl der Feldmagnetpole, die über sechs hinausgeht, immer um je vier gesteigert werden muß.

Claims

Patent-Ansprüche:

1.. Vorrichtung zum Geben und Empfangen von Stromstößen und Signalen unter Anwendung" schrittweise fortgeschalteter Apparate, deren jeder eine Anzahl Feldmagnetpole und Ankerpole in einer Anordnung enthält, durch welche die Erregung . der Feldmagnete den Anker zu einer schrittweisen Bewegung von jeweils geringerer Weite veranlaßt, als die Entfernung zwischen zwei Feldmagneten beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die in gegenständigen Paaren mit paarweise (1-1, 2-2 usw.) verbundenen Wickelungen angeordneten Feldmagnete in ungerader Anzahl von Paaren (1 bis 5) verwendet sind, während der Anker eine gerade Anzahl gegenständiger Polstückpaare (i^x, i^x, 2^X, 2^X) besitzt, die gegen die Feldmagnete so liegen, daß, wenn ein Paar (i^x, i^x) unter der Wirkung eines durch ein Paar erregter Feldmagnete erzeugten Kraftmomentes (Kräftepaares) direkt unter ein Feldmagnetpaar gebracht wird, die Polstücke des anderen· Paares (2^X, 2^X) zwischen zwei benachbarten Feldmagneten liegen..

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ungeraden Paare gegenständiger Feldmagnete (1-1, 2-2 usw.) abwechselnd in einzelnen oder doppelten Paaren erregt werden, so daß die Anzahl der Teildrehungen in einer Umdrehung des Ankers viermal die Anzahl der Feldmagnete beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.