DE259517C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei den Motoren, die zur Übertragung von Winkelbewegungen dienen, und hauptsächlich bei jenen, die dazu bestimmt sind, auf von der Betriebsstelle entfernt gelegenen Orten bedeutende Kraft zu entfalten, treten zwei Ubelstände auf, die einerseits in den hohen Anlage- und Betriebskosten für die der Höchstleistung des Motors entsprechenden Leitung bestehen, da die durch den Widerstand der Leitung verursachten Verluste mit der Stromstärke wachsen, und andrerseits in der schwankenden Genauigkeit liegen, die bei der Übertragung erlangt werden kann, wenn der Motor Vorrichtungen zu bewegen hat, welche verschiedene Bewegungswiderstände aufweisen; denn die Endstellung des beweglichen Teiles des Motors befindet sich von jener Stellung, die er bei einem Nullwiderstand erreichen würde, stets um einen Winkel entfernt, der dem Moment entspricht, das imstande ist, den Widerstand zu überwinden.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung, die ermöglicht, die genannten beiden Ubelstände zu beseitigen, wobei die von der an der Sendestelle untergebrachten Sendevorrichtung ausgehende Leitung in bekannter Weise nicht dazu dient, unmittelbar die Motoren zu speisen, welche die angetriebenen Vorrichtungen betätigen, sondern lediglich zur Speisung von Hilfsmotoren benutzt wird, die einzig und allein die Verstellung eines Umschalters zu bewirken haben, der in einen örtlichen Stromkreis des Hauptmotors eingeschaltet ist und die aufeinanderfolgenden Bewegungen des Hauptmotors je nach den durch den Hilfsmotor eingenommenen Stellungen verursacht, wobei als Hilfsmotor irgendeiner der bekannten, zur Wiedergabe von Winkelbewegungen angewendeten Motoren dienen kann.

Nach der Erfindung ist die Vorrichtung so gebaut, daß die dem Hauptmotor Strom zuführenden Bürsten vermittels des koachsial zum Hauptmotor angeordneten Hilfsmotors in bekannter Weise von einer Gebestelle aus verstellt werden und dann durch den Läuter des Hauptmotors, der sich zufolge dieser Bürstenverschiebung in Bewegung setzt, wieder in die Ruhelage zurückgeführt werden.

Auf der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel des Motors nach der Erfindung darstellt, zeigt Fig. ι den Motor im Achsialschnitt mit seinen Verbindungen mit der Übertragungsvorrichtung. Fig. 2 und 3 sind Vorderansichten des Kollektors, des Motors, bzw. des Reglers, der die Stromstärke in dem den Motor speisenden örtlichen Stromkreis regelt.

Der Hauptmotor kann ein Gleichstrom- oder auch ein Wechselstrommotor beliebiger Art sein; in der Zeichnung ist ein Motor mit zweipoligem Feld und einem ringförmig gewickelten Anker veranschaulicht, bei dem die Feldmagnete ι den festen Teil oder Ständer und der Anker 2 den beweglichen Teil oder Läufer bilden. Die Wicklung des Läufers ist eine Ring-

wicklung, sie könnte anstatt dessen auch eine Trommelwicklung sein, und sowohl der Läufer als auch der Ständer können glatt oder gezahnt ausgeführt werden. Der diesen Hauptmotor speisende Strom wird von einer örtlichen Quelle durch den an der Klemme 4 endigenden Draht 3 zugeleitet. Diese Klemme führt durch das Gehäuse 5 des Motors sowie durch eine isolierende Dichtung 6 hindurch, und im Innern des Gehäuses 5 steht sie in Berührung mit einem Metallring 7, der durch eine auf der Welle 9 des Motors lose angebrachte Isoliermuffe 8 getragen wird. Am Ring 7 ist die den Strom zum Läufer leitende Bürste 10 befestigt. Der Strom wird durch den ebenfalls von der Klemme 4 sich abzweigenden Draht 11 nach dem Ständer geleitet, während die Rückleitung durch den Draht 12 bewirkt wird, der an einem flachen, im Innern des Gehäuses 5 konzentrisch auf der Welle 9 sitzenden Metallring 13 endigt. Dieser wird mittels der Dichtung 6 vom Gehäuse isoliert. Dieser Ring 13 steht in leitender Verbindung mit der Klemme 14, an der die Rückleitung 15 des Motors liegt. Die Bürste 10 schleift gegen einen Lamellenkollektor 16 (Fig. 2), der an der einen Seite des Läufers 2 angebracht ist. Die Rückleitung des Stromes des Läufers erfolgt mittels einer zweiten Bürste 17, die gegen die erste um 180 ° versetzt ist und durch einen Arm 18 gestützt wird, der auf der Isoliermuffe 8 befestigt ist. Der Arm 18 trägt eine dritte, mit der Bürste 17 in leitender Verbindung stehende Bürste 19, die gegen den oben genannten Metallring 13 (Fig. 3) schleift, so daß der Draht 15 die gemeinsame Rückleitung des Läufer- und des Ständerstromes bildet.

Der in der Zeichnung angebrachte Lamellenkollektor kann auch am Ständer angeordnet werden, in welchem Falle die Pollinie oder die Pollinien des Läufers eine unveränderliche Stellung zu dessen Wicklungen einnehmen würden, während der Ständer durch eine Trommelwicklung oder durch eine Ringwicklung, ähnlich wie jene in der Zeichnung für den Läufer dargestellte, gebildet werden müßte, und seine Pole würden je nach der Stellung, die die Bürsten jeweilig einnehmen, eine veränderliche Stellung zur Lage der Wicklungen haben.

Die Drehung des Motors gestaltet sich in folgender Weise: Wenn das Bürstenpaar 10, 17 die in Fig. ι und 2 veranschaulichte Stellung einnimmt, d. h. wenn sich die Bürsten auf der Mittellinie der Feldpole befinden, steht der Läufer still, selbst wenn der Strom in ihm kreist. Wenn sich aber die Bürsten verschieben und z. B. die in Fig. 2 durch punktierte Linien angedeutete Stellung einnehmen, fängt der Läufer an, sich zu drehen und dreht sich so lange, bis die Bürsten wieder in die Anfangsstellung, d. h. eine zum Felde symmetrische Mittellage, zurückgebracht sind. Die Verschiebung der Bürsten und deren Rückbewegung in die Ruhestellung erfolgt mittels der nachstehend beschriebenen Vorrichtung.

Auf der Muffe 8, die lose auf der Welle 9 sitzt und die beiden Zu- und Rückleitungsbürsten 10 bzw. 17 trägt, befindet sich noch ein Zahnrad 20, das in einen auf. der Welle 22 gelagerten Trieb 21 eingreift. Die Welle 22 ruht lose in einer Muffe 23, ist durch den Läufer hindurchgeführt und am anderen Ende mit einem Trieb 24 versehen, der mit einem innen gezahnten Kranz 25 in Eingriff steht. Dieser Zahnkranz ist auf einer ebenfalls lose auf der Welle 9 gelagerten Muffe 26 befestigt, die den Läufer 27 eines Hilfsmotors trägt, dessen Ständer 28 am Gehäuse 5 des Hauptmotors befestigt ist. Der Strom wird zu diesem Hilfsmotor durch die Leitungsdrähte 29', 29", 29'" geleitet, die einerseits an gegen drei Ringe 30', 30", 30'" schleifenden Bürsten endigen und letztere mit den Wicklungen, des Läufers 27 in Verbindung setzen, andrerseits mittels dreier Abzweigungen mit den Wicklungen des Ständers 28 verbunden sind.

Als Hilfsmotor kann irgendeiner der bereits bekannten Motoren zur Übertragung von Winkelbewegungen mit entsprechender Übertragungsvorrichtung gewählt werden. In Fig. 1 der Zeichnung ist beispielsweise und zur Veranschaulichung der vollständigen Anlage eine Übertragungsvorrichtung dargestellt, bei der auf einem Isolierzylinder 31 zwei Metallsegmente 32, 33 sowie vier Reihen untereinander isolierter Kontakte 34, 35, 36, 37 angebracht sind, wobei die die Fortsetzung der Enden des Segmentes 32 bildenden Gruppen 34, 35 von den die Fortsetzung der Enden des Segmentes 33 bildenden Gruppen 36, 37 durch Isolierzwischenräume 38, 39 getrennt sind. Jeder Kontakt der Gruppe 34 steht durch einen Draht 40 mit einem Kontakt der Gruppe 35 in Verbindung. Zwischen das Segment 32 und die Kontakte 35 und 35 sind die Widerstände 41 geschaltet. In ähnlicher Weise sind die Drähte 42 und die Widerstände 43 zwischen dem Segment 33 und den Kontaktgruppen 36, 37 angebracht.'

An den Segmenten 32, 33 und den eingeschalteten vier Kontaktgruppen schleifen drei Bürsten 45', 45", 45'", die mittels der Drähte 29', 29", 29'" den Strom in den Hilfsmotor senden, dessen Läufer und Ständer in der Zeichnung im Nebenschluß geschaltet dargestellt' sind, sie könnten aber auch ebensogut in Reihe geschaltet sein. Wenn der Läufer und der Ständer 27, 28 Dreiphasenwicklungen besitzen, ist es selbstverständlich, daß beim Drehen des Zylinders 31 unter den Bürsten 45', 45", 45'" der Läufer 27 in Umdrehung versetzt wird, und es hängt dabei die Anzahl der Gleichgewichtsstellungen desselben von der Art und Weise der Wicklung und von der Anzahl der in jedem der Gruppen 34- 35. 36, 37 enthaltenen Kontakte ab.

Claims (3)

Die Wirkungsweise der ganzen Vorrichtung ist folgende; Beim Drehen des Zylinders 31 der Übertragungsvorrichtung setzt sich der Läufer 27 des Hilfsmotors in Umdrehung, der bei jeder Stellungsänderung der Bürstengruppe 45', 45", 45'" mit Bezug auf die an der Oberfläche des Zylinders 31 vorgesehenen Kontaktgruppen ebenfalls seine Stellung wechselt. Der Einfachheit halber sei die durch den Ubergang des Läufers 27 von einer Stellung zur darauffolgenden hervorgerufene Wirkung angenommen, wobei von der Ruhestellung, der die Fig. ι und 2 entsprechen, ausgegangen sei. Es sei ferner angenommen, daß die Drehung, in der Richtung des in der Übertragungsvorrichtung oder Sender 31 eingezeichneten Pfeiles gesehen, nach rechts erfolgt. In diesem Falle dreht sich in der genannten Richtung nicht nur der innen gezahnte Kranz 25, sondern es kommt auch der Trieb 24 in Drehung und mit ihm die Welle 22 und das Zahnrad 21. Das mit der Außenseite des Zahnrades 21 in Eingriff stehende Rad 20 dreht sich dagegen in entgegengesetzter Richtung, wodurch die den Strom verteilende Bürstengruppe 10, 17 ebenfalls in entgegengesetzter Richtung in Umdrehung versetzt wird. Das Verhältnis der Verzahnungen 20, 21, 24, 25 kann derartig gewählt werden, daß die Winkeldrehung der Bürsten 10, 17 des Umschalters größer ausfällt als die durch den Läufer 27 ausgeführte Winkeldrehung. Nötigenfalls kann diese so groß gewählt sein, daß sich die Bürsten bei kleiner Drehung des Hilfsmotors schon über den ganzen Viertelkreis bewegen, so daß der Läufer 2 bei der Verschiebung von Anfang an der Wirkung des größten Drehmomentes ausgesetzt wird, dessen der große Motor fähig ist, und das gerade bei dem doppelpoligen Motor auftritt, wenn die Bürsten um 90° zur Pollinie verdreht sind. Es sei nun angenommen, daß der Läufer des Hilfsmotors von einer Stellung zur darauffolgenden übergegangen ist und in letzterer stehen bleibt, und daß die Bürsten des großen Motors eine Drehung von 90 ° ausgeführt haben, so daß der Läufer 2 seine Bewegung mit der größten Kraft, deren er fähig ist, beginnt. Dabei wird er seine Drehung in einer Richtung ausführen, in der sich die Bürsten bei der Rückkehr in die anfängliche Stellung drehen. Bei der Drehung des Läufers 2 nimmt er die Welle 22 mit sich, und der Trieb 24 rollt auf dem jetzt unbeweglich bleibenden Kranz 25, wobei der Trieb sich nunmehr nach links dreht und den Trieb 21 am anderen Ende der Welle in Umdrehung versetzt. Dieser Trieb 21 rollt aber nicht einfach auf dem Rad 20, sondern er zwingt dieses, sich ebenfalls in der Richtung des Läufers 2, d. h. nach rechts, zu drehen, wobei die Bürsten 10, 17 in die anfängliche Stellung zurückgebracht werden, in welcher kein Drehmoment vorhanden ist und in der der Motor zum Stillstand kommt, vorausgesetzt, daß der Hilfsmotor nicht weiter verschoben wird. Bei dieser Anfangsstellung befindet sich die Rückleitungsbürste 19 in der in Fig. 3 veranschaulichten Stellung, woraus ersichtlich ist, daß zur Vermeidung eines unnützen Stromverbrauchs beim Stillstand desMotors der Ring 13 mit zweckmäßig angeordnet en Widerstandsgruppen 46', 46" versehen werden kann, die den in dem Läufer 2 kreisenden Strom mit der Bewegung nach der Ruhelage zu verringern. Sobald aber die Bürsten 10, 17 durch die Drehung des Rades 20 eine derartige Stellung erreicht haben, daß die Bürste 19 die in Fig. 3 durch strichpunktierte Linien angedeutete Stellung einnimmt, d. h. sobald der die Widerstände aufweisende Bogen durchlaufen worden ist, fließt der Strom in seiner vollen Stärke in den Läufer 2 und erzeugt das höchste Drehmoment, das in dem Maße, wie sich die Bürsten der Ruhestellung nähern, nach und nach abnimmt, indem eine immer größer werdende Anzahl Widerstände eingeschaltet wird. Die Anordnungen können auch derartig getroffen werden, daß bei der Ruhestellung, in der kein Drehmoment vorhanden ist, der Strom überhaupt nicht in den Läufer fließt. Es ist selbstverständlich, daß, wenn der Läufer des Hilfsmotors sich in fortwährender Umdrehung befindet, sich auch der Läufer des Hauptmotors fortwährend dreht. ■ Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Fernübertragung von Winkelbewegungen, die aus einem mit den zu verstellenden Teilen unmittelbar gekuppelten Hauptmotor und einem koachsial mit diesem angeordneten Hilfsmotor besteht, der eine der von einer Gebevorrichtung ausgeführten Winkelbewegung entsprechende Drehbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise durch den Hilfsmotor verschobenen, dem Hauptmotor den Strom zuführenden Bürsten durch den Läufer des Hauptmotors in die Ruhestellung zurückgeführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem lose auf der Welle des Hauptmotors angeordneten Bürstenhalter des Hauptmotors und dem Läufer des Hilfsmotors in einer Welle (22) besteht, die lose durch den Läufer des Hauptmotors hindurchgeführt ist und an einem Ende einen Trieb (24) trägt, der in einem mit dem Läufer des Hilfsmotors verbundenen und mit diesem auf der Welle des Hauptmotors lose angebrachten Zahnkranz (25) rollt, während sie am anderen Ende einen mit einem auf der Muffe des Bürstenhalters angebrachten

Rad (20) in Eingriff kommenden Trieb (21) besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Bürsten des Hauptmotors auf einem unterteilten Ring gleitet, dessen Teile durch Widerstände verbunden sind, die derart angeordnet sind, daß, wenn sich der Bürstenhalter in der Ruhestellung befindet, sämtliche Widerstände eingeschaltet sind und so der Motor geringen Strom führt, während, wenn der Bürstenhalter durch den Hilfsmotor verstellt wird, sämtliche Widerstände nacheinander ausgeschaltet werden, damit in der Stellung de.s höchsten Drehmomentes auch die größte Stromstärke vorhanden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.