DE234974C

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Publication number: DE234974C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 234974 KLASSE 21c. GRUPPE 4L

SIEMENS & HALSKE AKT.-GES, in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Dezember 1909 ab.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fernverstellung- beliebiger Einrichtungen, wie beispielsweise Fernrohre, Scheinwerfer u. dgl., und bezweckt eine sehr, beinahe beliebig große Genauigkeit der auszuführenden Bewegungen. Bei den bekannten Fernverstelleinrichtungen wurden meist zwei synchron laufende Vorrichtungen als Geber und Empfänger benutzt, von denen der letztere die Verstellung bewirkte. Die

ίο Gleichheit der Einstellung beider Vorrichtungen war aber, sobald es sich um die Übertragung größerer Kraftleistungen handelte, keine sehr große. Tatsächlich traten dabei Abweichungen bis zu 30 bis 40 ° auf, so daß für eine Umdrehung

nur zehn verschiedene Einstellagen möglich waren! Um daher mit derartigen Vorrichtungen eine höhere Genauigkeit zu erzielen, beispielsweise auf V₁₀₀₀ des gesamten Einstellungsbereiches, mußte man große Übersetzungen an- ordnen, also im Falle des eben erwähnten Beispieles 100 Umdrehungen für das gesamte Ein-,Stellungsgebiet vorsehen. Derartige Übersetzungen sind aber bekanntlich deshalb sehr nachteilig, weil dabei leicht der Synchronismus ver-

loren gehen kann. Die Übereinstimmung der Geber- und Empfängerstellungen ist nämlich nur innerhalb einer Umdrehung voneinander abhängig; sobald also der Geber schneller eingestellt wird, als der durch die auszuübende Kraftleistung gehinderte Empfänger zu folgen vermag, können einzelnen Umdrehungen entsprechende Einstellungsgebiete völlig übersprungen werden, ohne daß die Vorrichtungen selbsttätig eine Korrektur veranlaßten.

Diese Nachteile werden gemäß der ErfindurrgJ<»35 durch eine Anordnung vermieden, bei welcher^ mehrere wie bei den bekannten Signalanlagen für die Übertragung kombinierter Zahlensignale elektrisch voneinander unabhängige, von der Ausgangs- oder Geberstelle aus in Tätigkeit zu versetzende Vorrichtungen vorgesehen sind, welche die Verstellung gemeinsam beeinflussen, und von denen die eine eine grobstufige Einstellung innerhalb des ganzen Einstellgebietes bewirkt, die anderen die weitere feinstufige Einstellung innerhalb des Gebietes der nächsten Stufe oder der Fehlergrenze der Grobeinstellung beeinflussen.

In den meisten Fällen wird man mit einer zweifachen, einer grobstufigen und einer feinstufigen Einstellung auskommen. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, eine drei- und vierfache Einstellung zu bewirken und so eine immer größere Genauigkeit zu erzielen.

Für die Ausführung der neuen Anordnung ergeben sich im wesentlichen zwei verschiedene Arten. Nach der ersteren bewirkt das eine Übertragungssystem nur die Grobeinstellung, wobei besondere Vorrichtungen angeordnet sind, welche die genaue Einhaltung der Grobteilung gewährleisten. Das andere System bewirkt dann die weitere feinstufige Verstellung innerhalb der Grenzen jeder Teilungseinheit der Grobeinstellung.

Bei der zweiten Art, die sich namentlich für Fälle eignet, in denen am Verstellungsort ein nicht synchron laufender Motor als Triebkraft dient, sind die einzelnen Verstellungsvorrich-

tungen miteinander gekuppelt. Es geschieht dann die Verstellung zunächst durch die Grobeinstellungsvorrichtung, deren Fehler darauf durch die Einstellung der nächst feineren Ver-Stellvorrichtung korrigiert werden, worauf eine weitere Korrektur der bei der zweiten Vorrichtung auftretenden Fehler durch eine dritte Vorrichtung bewirkt werden kann usw.

Auf den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele derartiger Einrichtungen in schematischer Weise dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Fernrohreinstellungsvorrichtung. Diese besteht aus der an der Geber- oder Ausgangsstelle G angeordneten Einstellvorrich-. 15 tung und der am Empfänger vorgesehenen Verstellungsvorrichtung V. Es ist dabei eine Verstellung in zwei Stufen vorgesehen, und zwar sind dafür an der Stelle G zwei Einstellapparate e_x, ß₂ nebeneinander angeordnet, welche nach irgendeiner der bei Signalübertragungsanlagen üblichen Ausführungsformen gebaut sein können. Dargestellt ist ein Wechselstromsystem, bei welchem sich durch Ausgleichleitungen a verbundene Anker innerhalb wechselstromerregter, auf der Zeichnung nicht angedeuteter Felder synchron drehen. Die erste Einstellvorrichtung e¹ beeinflußt eine Verstellvorrichtung^, welche mittels einer Kontaktvorrichtung k die Einschaltung eines Elektromotors M bewirkt, welcher mittels eines Schnecken- und eines Zahnradtriebes s bzw. S₁ den mit einer Zahnstange versehenen Fernrohrträger t bewegt. Die Zeit der Einschaltung des Motors M bzw. der Bewegung der Stange t steht im Verhältnis zu dem Einstellungswinkel der Vorrichtungen e_x und V₁. Die genaue Erreichung und Einhaltung einer bestimmten, der Grobteilung der Bewegung entsprechenden Stellung wird durch eine federnde Haltevorrichtung h bewirkt, welche in Rasten r eingreift, die auf der Zeichnung der Einfachheit halber an dem Fernrohrträger t selbst angeordnet dargestellt sind.

Nachdem nunmehr die Grobeinstellung des Fernrohres vor sich gegangen ist, erfolgt dessen Feineinstellung auf Bruchteile der Grobteilung. Es ist zu diesem Zweck in der Stange t eine das Fernrohr unmittelbar tragende Verlängerung ve vorgesehen, welche durch eine sich synchron mit der Einstellvorrichtung e₂ drehende Verstellvorrichtung V₂ mittels eines Zahntriebes bewegt werden kann. Die letztere ist an der Stange t befestigt und durch biegsame Kabel o. dgl. an die Übertragimgsleitungen α und damit an die Feineinstellungsvorrichtung e„ angeschlossen.

In Übereinstimmung mit der vorher erwähnten Tatsache, daß sich während einer Umdrehung der Geber- und Empfängervorrichtung zehn Einstellagen festhalten lassen, empfiehlt es sich, die Feinteilung nach Zehnteln der Grobteilung zu bemessen.

Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen in Ansicht und Grundriß eine Einrichtung, bei welcher das vorerwähnte zweite Prinzip angewendet ist und demnach die beiden Verstellvorrichtungen derart miteinander gekuppelt sind, daß sie sich als Ganzes bewegen und die Feinverstellungen nur die Korrektur der Grobverstellung bedeuten. Die Einrichtung hat eine gewisse Ähnlichkeit mit einem Uhrwerk. Über einer fest angeordneten Scheibe b, welche die Angaben für die Werte der Grob- und Feinverstellung enthält, bewegen sich zwei Zeiger Z₁, ~₂, welche auf konzentrischen Achsen Ci₁, a₂ befestigt sind. Jede der Achsen wird durch eine Einstellvorrichtung V₁ bzw. v₂ in Bewegung versetzt. Auf der Achse a₂ ist ein Zahntrieb c aufgesetzt, welcher über eine parallel angeordnete Achse c, und einen zweiten Zahntrieb C₂ mit der Achse Ci₁ derart in Verbindung steht, daß, wenn die letztere eine Umdrehung macht, die Achse a₂ zehnmal umläuft. Von der Achse C₁ kann mittels eines Zahnrades d o. dgl. der Antrieb der zu verstellenden, auf der Zeichnung nicht angedeuteten Vorrichtung erfolgen.

Die Einstellvorrichtung kann auch hier (Fig. 2 und 3) aus zwei Einzelapparaten e_x, e₂ der in Fig. ι dargestellten Art bestehen. Man wird nun zunächst die Einstellung mittels der Grobeinstellvorrichtung e_x vornehmen, wodurch die Verstellvorrichtung V_x mit ihrer Achse Ci₁ und dem Zeiger Z₁ sich mit einer der durch den Betrieb bedingten Ungenauigkeit auf den gewünschten Punkt, beispielsweise die Zahl 75, einstellen würde. Es wird hierauf die zweite Einstell-Vorrichtung e₂ betätigt, so daß sich nunmehr auch die Verstellvorrichtung V₂ mit der Achse a₂ und dem Zeiger z.₂ auf die gewünschte Einerzahl 5 einstellt, während sie vorher infolge der Kupplung c, C₁, C₂ mitgedreht und in einer der gewünschten naheliegenden Lage, etwa auf 6 oder 7, stehen geblieben war. Die Nachkorrektur des Zeigers Z₂ bewirkt jetzt aber auch eine Korrektur des Zeigers ζ_Λ und damit auch der mit der Kupplungsvorrichtung durch das Zahnrad d verbundenen zu verstellenden Vorrichtung, so daß diese jetzt als mit genügender Genauigkeit eingestellt zu betrachten ist.

Es ist ersichtlich, daß es gleichgültig ist, mit welcher der beiden Einstellvorrichtungen zuerst die Verstellung begonnen wird.

Bei Verstellvorrichtungen, die nach dem Prinzip der in Fig. 2 und 3 dargestellten Einrichtung arbeiten, kann man mit Vorteil durch die Synchronvorrichtungen eine relaisartige Wirkung ausüben lassen und ähnlich der in Fig. 1 für die Grobverstellung dargestellten Einrichtung einen Motor für die Kraftleistung benutzen, welcher durch die Synchronvorrichtungen in geeigneter Weise gesteuert wird, und zwar ist in diesem Falle die Anwendung nur eines Motors die gegebene, dessen Ausschaltung erst dann

einzutreten hat, wenn alle Einzeleinstellungen zusammengewirkt haben und die zu verstellende Vorrichtung sich genau in der gewünschten Stellung befindet.

Eine derartige Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in den Fig. 4 bis 7 dargestellt, und zwar zeigen die Fig. 4 und 5 Ansichten der Einstell- und der Verstellvorrichtung. Fig. 6 veranschaulicht einen Grundriß beider mit schematischer Darstellung des Schaltungsprinzips und der Hilfsvorrichtungen, während Fig. 7 in vergrößertem Maßstabe eine Schaltkontaktvorrichtung der Verstellvorrichtung zeigt.
Es ist bei dem gewählten Beispiel eine drei-

t5 fache Unterteilung nach dem Zehnersystem vorgesehen. Ein Motor M wirkt mittels des Schneckenrades s auf die zu verstellenden, sonst auf der Zeichnung nicht dargestellten Vorrichtungen ein. Gleichzeitig bewegt er mittels eines Zahnrades f einen Satz von Zahnrädern A₁, A₂, A₃, die mittels kleinerer, auf den Achsen I₁, «2 der beiden ersteren angeordneter Zahnräder gj, g₂ derart gekuppelt sind, daß eine Umdrehung von A₁ ¹J₁₀ Umdrehnng von A₂ und eine Umdrehung von A₂ ¹Z₁₀ Umdrehung von A₃ bedingt. Konachsial zu den Zahnrädern sind Scheiben b_v b₂, b_z angeordnet, welche die verschiedenen Maßstäbe für die Teilung des Bewegungsgebietes tragen, und zwar sind auf der ersten die Einer, auf der zweiten die Zehner und auf der dritten die Hunderter verzeichnet. Mit den Zahnradachsen, sind ferner Kontaktarme W₁, m₂, m₃ fest verbunden, welche an ihrem freien, gabelförmigen Ende zwei Kontakte A₁, k₂ (Fig. 7) tragen, die durch innerhalb der Achsen

geführte Leitungen I₁, I₂ und

Schleifringe η mit verschiedenen Polen eines Gleichstromnetzes (+, —) in Verbindung stehen.

Die Zahnradachsen

L sind hohl und nehmen in ihrem Innern die Achsen O₁, O₂, O₃ dreier Verstellungsvorrichtungen ^₁, V₂, V₈ auf, welche in beliebiger Weise von den Einstellungsapparaten e_x, e₂, e₃ der Ausgangsstelle in Bewegung gesetzt werden. Die Achsen dieser Verstellungsvorrichtungen tragen Zeiger Z₁, Z₂, Z₃, welche vor den Skalen der Scheiben O₁, b₂, b₃ und zwischen den Kontakten A-,, k₂ spielen.

Die drei Zeiger sind über Widerstände W₁, W₂ miteinander verbunden, und der letzte Z₃ ist über die Wicklungen X₁, X₂ eines doppelt wirkenden Relais R an beide Pole des Gleichstromnetzes (+, —) angeschlossen. Der Anker u dieses Relais beeinflußt mittels mit dem Netz verbundener Doppelkontakte y den Motor M derart, daß dieser je nach der Lage des Ankers Strom verschiedener Richtung empfängt und sich.in entsprechender Weise dreht.

In ähnlicher Weise wie die Verstellvorrichtungen V₁, v₂, V₃ sind auch die Einstellvorrichtungen e_x, e₂, e_a untereinander gekuppelt (s. Fig. 4 und 6). Es sind nämlich auf den Achsen 0/, O₂' der Einstellvorrichtungen e₁ und e₂ Zahnräder C₁, C₂ befestigt; diese stehen mit lose auf den Achsen O₂' und O₃' angeordneten Zahnrädern C₃ bzw. C₄ in Eingriff, und zwar ist das Übersetzungsverhältnis 1: 10 für jedes Räderpaar gewählt. Auf den Achsen o₂' und 0/ sind ferner Räder B₂ und B₃ mit je zehn Rasten befestigt, in welche an den losen Zahnrädern C₃ bzw. C₄ gelagerte Rastenhebel q₂ und q₃ eingreifen. Konzentrisch zu den Achsen sind wiederum Skalenscheiben δ/, b₂, b₃ angeordnet, die aber in Fig. 4 der Deutlichkeit der Darstellung halber weggelassen sind. Zufolge der Zahn- und Rastenradkupplung kann man die Einstellung der ganzen Vorrichtung von der Einereinstellyorrichtung e_x bzw. von dieser und e₂ aus allein oder auch durch gesonderte Verdrehung sämtlicher Vorrichtungen bewirken.

Durch beliebige Verdrehung der Einstellvorrichtungen e_x, e₂, e₃ erhalten die Anker und Achsen der Verstell vorrichtungen ν_Λ, V₂, v_s ein Drehmoment, welches zunächst bewirkt, daß sich einer oder mehrere der Zeiger Z₁, Z₂, Z₃ an einen der Kontakte A₁, k₂ anlegen und damit eine der Wicklungen X₁ oder X₂ des Relais kurzschließt, so daß die andere nunmehr den Anker u anzieht und der Motor m über die entsprechenden der Kontakte y Strom erhält und die Einstellung der zu bewegenden Vorrichtung bewirkt. Zunächst kommt nur die Lage des Zeigers Z₃ in Frage; die anderen Zeiger liegen nämlich entweder an derselben Spannung, oder der Spannungsunterschied wird in den Widerständen W₁, W₂ vernichtet, welche ein Kurzschließen der beiden Netzzweige verhüten.

Gleichzeitig mit. dem Beginn der Verstellung setzt der Motor M auch das ganze Räderwerk f, A₁, g_v A₂, g₂, A₃ in Bewegung, so daß das Zahnrad A₃ im Sinne der Bewegung der Vorrich- 100. tung v_a sich dreht, bis es schließlich in deren Einstellage gekommen ist, in welcher der Zeiger Z₃ den Kontakt verläßt, an welchem er bisher anlag. Es erhält nunmehr das Relais R von dem Zeiger z_s keinen Strom. Kommt jetzt die zweite Einstellvorrichtung e₂ und der Zeiger Z₂ mit seinen ebenfalls das Relais R beeinflussenden Kontakten A₁, A₂ zur Wirkung, so wiederholt sich derselbe Vorgang bezüglich des Zahnrades A₂ und des zugehörigen Zeigerkontaktes, so daß der Motor M weiter Strom erhält, und zwar in einer Richtung, welche den bei der ersten Grobeinstellung gebliebenen Fehler innerhalb der Möglichkeitsgrenzen der ersten Feineinstellung ausgleicht. Dann stellt sich auch der Zeiger Z₂ zwischen seine Kontakte A₁, k₂, und das Relais R erhält über ihn keinen Strom mehr, so daß jetzt die dritte Einstellvorrichtung e_a zur Wirkung kommt, welche das Relais und somit den Motor M von neuem in Tätigkeit setzt und auch die von der zweiten Einstellung verbliebenen Fehler ausgleicht. Die Gesamtverstellung

durch den Motor M ist nunmehr genau bis auf ¹ZiOo der Umdrehung der Grobeinstellvorriclitung v₃ bewirkt. An Stelle des Relais R tritt bei größeren Motoren eine selbsttätige Anlaßvorrichtung.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Anordnung zur Fern verstellung beliebiger Einrichtungen mittels elektrischer

ίο Übertragung durch mehrere, die Verstellung gemeinsam beeinflussende Vorrichtungen, die voneinander elektrisch unabhängig von der Ausgangsstelle aus in Tätigkeit gesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine dieser Vorrichtungen eine grobstufige Einstellung innerhalb des ganzen Einstellungsbereiches beiwirkt, die übrigen Vorrichtungen die weitere feinstufige Einstellung innerhalb des Gebietes der nächsten Stufe oder der Fehlergrenze der Grobeinstellung beeinflüssen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verstellung gemeinsam bewirkenden Vorrichtungen aus elektrisch voneinander unabhängig gesteuerten Motoren bestehen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung durch nur einen Motor erfolgt, dessen Steuerung durch Vorrichtungen bewirkt wird, welche die einzelnen Gebiete für die Grob- und Feineinstellungen beherrschen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.