DE262730C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 262730 -■ KLASSE 74 c. GRUPPE

Einrichtung zur Fernübertragung von Stellungen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Juni 1911 ab.

Die Erfindung geht von der bekannten, durch Fig. ι schematisch veranschaulichten Einrichtung zur Fernübertragung von Stellungen aus, bei welcher der Geber g so viel Kontakte besitzt, als Stellungen zu übertragen sind, und bei welcher für jede Stellung eine Leitung zwischen Geber g und Empfänger β erforderlich ist.

Bei dieser bekannten Einrichtung besitzt

ίο der Empfänger zwei Schleifringsegmente k und k', die voneinander isoliert sind und auf welchen eine genau der Anzahl der Kontaktstellen des Gebers entsprechende Anzahl Bürsten I, II, III... schleifen. Diese sind durch Leitungen mit den gleichbezeichneten Kontakten des Gebers verbunden, auf welchen ein mit der einen Stromzuleitung verbundener Arm schleift. Auf k und k' schleifen ferner noch zwei Bürsten 6 und 6' für die Ein- und

ao Ausschaltung der die Rechts- oder Linksdrehung bewirkenden Vorrichtung, z. B. eines Reversiermotors m mit zwei Feldwicklungen f und f oder eines Umschaltrelais usw. Der Motor hat, wenn er vom Geber aus über einen der Kontakte und Bürsten I, II... und eines der Kontaktsegmente k und k' Strom erhält, das Bestreben, die Segmente k und k' so lange in der entsprechenden Richtung zu verdrehen, bis die betreffende Bürste auf den isolierten Ausschnitt zwischen den Segmenten k und k' stößt, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird und der Motor und der Empfänger in ihrer neuen Stellung zur Ruhe kommen. Wie ersichtlich ist, sind bei dieser Einrichtung ebensoviel Verbindungsdrähte und Bürsten oder Kontakte erforderlich, als Stel

lungen gewünscht werden. Diese Einrichtung hat vor allen bekannten Einrichtungen zur Übertragung konjugierter Stellungen den Vorteil, daß sich der Empfänger bei Stromunterbrechung nach dem Wiedereinschalten von selbst auf Synchronismus einstellt, ohne daß der Geber erst in eine seiner Endstellungen gebracht werden müßte, und daß sie die Übertragung beliebig großer Kräfte gestattet. Trotz dieser Vorteile könnte sie für viele Zwecke nicht verwendet werden, nämlich, wenn es sich um die Übertragung einer sehr großen Anzahl Stellungen handelt, wie z. B. bei Steuerrudermaschinen.

Gemäß der Erfindung wird diese bekannte Einrichtung in der Weise abgeändert, daß nach Art bekannter elektrischer Signälvorrichtungen mit Rückmeldung mit zwei Gruppen von Drähten, Bürsten usw. so viel Stellungen übertragen werden können, als dem Produkt der Drahtzahlen beider Gruppen entspricht, z. B. bei einer Gruppe von vier und einer Gruppe von fünf Drähten, 4 χ 5 = 20 Stellungen, bei zwei Gruppen zu je zehn Drähten, 10 χ 10 = 100 Stellungen usw.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Kontaktbahnen — sowohl die des Gebers als auch des Empfängers — in einer Ebene abgerollt gedacht. Der Geber besteht aus zwei Apparaten g_l und g₂, die einzeln oder gemeinsam bedient werden können, indem sie beispielsweise nach Art eines Zählwerkes zwangläufig miteinander gekuppelt sind. Die ■ eine Leitungsgruppe umfaßt hier drei Drähte d_v welche die Kontakte I, II, III des Gebers ^₁ mit den gleichbezeichneten Bürsten des Emp-

fängers e verbinden. Die beweglichen Kontaktschienen k und k' des letzteren sind um eine volle Teilung der dem Geber g_x zugeordneten Bürsten I, II, III getrennt. Dieser Zwischenraum ist durch voneinander isolierte kürzere Kontaktstücke i, 2, 3, 4, 5 ausgefüllt, welche durch die zweite Leitungsgruppe d₂ mit den gleichbezeichneten festen Kontakten i, 2, 3, 4, 5 des Gebers g₂ dauernd verbunden sind. Die an die beweglichen Kontaktstücke 1 bis 5 angeschlossenen Enden der Leitungsdrähte d_z sind biegsam. Die Kontaktschienen k und k' des Empfängers sind mit beweglichen Kontaktschienen s und s' des Gebers g₂ durch an beiden Seiten biegsame Leiter p und p' dauernd verbunden. Von diesen beiden zuletzt erwähnten Verbindungsdrähten zweigen die Leitungen q und q' ab, welche die Vorrichtung für Links- und Rechtsbewegung speisen, durch welche die beweglichen Kontakte des Empfängers so lange in der betreffenden Richtung verschoben werden, bis der vom Geber eingeleitete Stromschluß aufhört. Diese Vorrichtung kann wieder aus einem Motor oder aus zwei Solenoiden f und f bestehen.

Die Wirkungsweise ist folgende:
In den Kontäkthebel des Gebers g_x" tritt der Strom ein. In der Zeichnung steht der Kontakthebel auf Kontakt II; der Strom nimmt also seinen Weg durch einen der Drähte d_x nach der Bürste II des Empfängers, dann von dem Kontaktstück ί'τ des Empfängers durch einen der Drähte <2₂ nach dem Kontaktstück 1 des Gebers g₂; von hier aus kann er jedoch nicht weiter, da der zuletzt genannte Kontakt vor der isolierten Zwischen-

> strecke zwischen den Kontaktschienen k und k' des Gebers g₂ liegt. Verschiebt man jetzt diese Schienen bis in die Stellung 2, d. h. bis das Kontaktstück 2 vor dem isolierten Zwischenstück liegt, so berührt nun der Geberkontakt ι die Schiene s, und der Strom kann über diese beiden und die Leitungen p und q weiterfließen. Hierdurch erhält die Spule f Strom, welche den Empfänger nach links verschiebt, und zwar so lange, bis die Bürste II auf dem Empfängerkontakt 2 liegt, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird. Der gleiche Vorgang wiederholt sich, wenn man den Geber g₂ auf eine beliebige der fünf Stellungen verschiebt, wobei beim Rückgang der Strom durch s', p', q' statt durch s, p, q geleitet wird und statt der Vorrichtung f die Vorrichtung f in Tätigkeit tritt und den Empfänger im umgekehrten Sinn bewegt. Man sieht also, daß, wenn der Hebel des Gebers g_x auf dem Kontakt II steht, beliebig die Zwischenstellungen (H₁ bis H₆) zu erreichen sind. Gibt man weiter durch den Geber g_x dem Kontakt III und somit der Bürste III Strom, so erhält man auch für die Bürste III wiederum fünf Stellungen, je nach der Stellung des Gebers g₂. Man sieht also, daß man mit diesem System so viel Stellungen erhalten kann, als dem Produkt aus den Zahlen der Ubertragungsdrähte d_x und d_% der Gebergruppe g, und g₂ entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel mit kreisförmigen Kontaktbahnen bei Geber und Empfänger zeigt Fig. 3. Hier weist der Geber g_x fünf, der Geber g₂ vier Stellungen auf. Der erstere bewirkt die Verdrehung des Empfängers um größere Winkel, der letztere um kleinere Winkel. Der Empfänger e wird durch einen Elektromotor m angetrieben, der sich nach rechts oder links dreht, je nachdem die Feldwicklung f oder f über das Kontaktsegment k und die Bürste 6 bzw. k' und 6' Strom erhält. Die mechanische Verbindung des Motors mit dem Empfänger ist durch eine Schneckenübertragung angedeutet. Die zu den einzelnen Geberstellungen gehörigen Bürsten und Kontakte des Empfängers haben gleiche Bezeichnungen erhalten. Der Geber g₂ ist durch eine Übersetzung im Verhältnis 2:5 mit dem Geber g₁ verbunden, so daß jeder halben Umdrehung seiner Kurbel ein Fünftel der Umdrehung des Gebers g_x entspricht. Der Strom tritt wiederum bei der Kurbel des Gebers gj ein. Steht diese beispielsweise am Anfang des Kontaktes III, so fließt der Strom zur Bürste III des Empfängers, diese Bürste steht auf dem Kontakt 1, der mit der Bürste 1 des Gebers g₂ verbunden ist. Diese Bürste ist bei der gezeichneten Stellung des zweiten Gebers ersichtlich stromlos, da keines der beiden Kontaktsegmente s und s' eine leitende Verbindung mit ihr herstellt. Wird jetzt die Kurbel des Gebers g₂ nach dem Kontakt 1 hin bewegt, so läuft das Kontaktsegment s gleichzeitig auf die Bürsten 1 und 6' auf, von denen letztere durch die Leitung p' mit der Bürste 6' des Empfängers und dem Feld f des Motors m verbunden ist. Dagegen ist die Bürste 2 des Gebers g₂ stromlos geworden, und nur 3 und 4 stehen mit dem Kontaktsegment s' in leitender Verbindung. Es erhält also jetzt der Motoranker m und das Feld /"über IH-III, 1-1, s, 6'-p' Strom und bewegt den Empfänger in der J^feilrichtung so weit, bis die Bürste III des Empfängers auf dessen Kontakt 2 steht, wodurch der Motorstromkreis unterbrochen wird und somit die neue Stellung gegeben ist. Derselbe Vorgang wiederholt sich, wenn man auf eine andere Stellung weiterdreht, z. B. die Kurbel des Gebers g₂ bis zur Bürste 4 bewegt. Dadurch wird die Bürste 4 stromlos, während die Bürste 1, 2, 3 über s, 6' und p' an das Feld f bzw. an k' angeschlossen werden, wodurch der Empfänger weiterbewegt wird, bis

sein Kontakt 4 unter der Bürste III steht. Wird jetzt der Geber g₂ wieder um eine Stellung weitergedreht, so wird seine Bürste ι wieder stromlos, während die Bürste IV des Gebers g₁ und somit die entsprechende Bürste IV des Empfängers e Strom erhält und der Empfänger sich so weit dreht, bis sein Kontakt ι unter der Bürste IV steht. Wie leicht zu ersehen ist, muß das Empfängersystem also

ίο stets, sobald überhaupt Strom vorhanden ist, sich immer auf eine solche Stellung einstellen, welche der Kombination der Geber g₁ und g₂ entspricht.

Anstatt die Bewegungsvorrichtung des Empfängers unmittelbar durch den von der Geberstation kommenden Strom in Tätigkeit zu setzen, kann auch dieser Strom nur zur mittelbaren Beeinflussung der Bewegungsvorrichtung benutzt werden, indem z.B. Leonardschaltung angewandt wird, wie in Fig. 4 angedeutet ist. Hierbei stehen mit den Leitungen p und p' und mit den Kontaktsegmenten A und A' des Empfängers die Feldwicklungen f und f der Anlaßmaschine α in Verbindung, welche je nach ihrem Erregersinn dem Anker des Antriebsmotors m verschieden gerichteten Strom liefert. Ebenso können, wie Fig. 5 andeutet, durch den von den Leitungen p und p' oder von den Kontaktsegmenten A und A' kommenden Strom die beiden Magnetspulen f und f eines Relais r in dem einen oder anderen Sinne erregt werden, die dann ihrerseits den Motor der Empfängerstation in dem entsprechenden Sinne einschalten.

Bei der Ausführangsform nach Fig. 6 besteht nicht nur der Geberapparat, sondern auch der Empfängerapparat aus zwei getrennten Gruppen gi und g₂ bzw. O₁ und e₂. Während bei der Anordnung nach Fig. 3 zwischen den beiden Kontaktschienen A und A' des Empfängers eine Anzahl isolierter Kontakte 1 bis 4 sitzt, die die Zwischenstellungen zwischen den einer Teilung der Hauptbürsten I bis V entsprechenden Hauptstellungen bewirken, befindet sich bei der Ausführungsform nach Fig. 6 zwischen den Kontaktschienen A und A' des Empfängers e_x eine einzige isolierte Kontaktschiene A₁, deren Bogenlänge der Teilung der Bürsten I bis V entspricht, und welche durch eine am Ende bewegliche Leitung 0 mit der Kurbel des Gebers g₂ in Verbindung steht. Dieser Geber g₂ besitzt fünf Kontaktsegmente ι bis 5, welche durch fünf Leitungen d₂ mit den gleichbezeichneten Bürsten 1 bis 5 des ; Empfängers e₂ in Verbindung stehen. e₂ besitzt gleichfalls eine Kontaktscheibe, die zwei voneinander isolierte Schleifstücke A₂ und A₂' trägt. Dicht bei den Bürsten I und V des Empfängers e_t sind die Schleifbürsten 6 und 6' angebracht, die durch Leitungen mit den Bürsten 7 und 7' des Empfängers e₂ über die Widerstände w und ze»' verbunden sind, ferner unmittelbar mit den entgegengesetzt wirkenden Feldwicklungen f bzw. f der Erregermaschine h für die den Antriebsmotor m speisende Anlaßmaschine a. Die beiden Empfänger sind miteinander derart mechanisch verbunden, daß sich während einer halben Umdrehung des Empfängers e₂ der Empfänger e_x um eine Bürstenteilung dreht, ,70 die beiden Geber derart, daß sich während einer ganzen Umdrehung des Gebers g₂ der Geber ^₁ um eine Kontaktteilung dreht.

Bei der gezeichneten Stellung geht der Strom vom Pluspol über die Kurbel des Gebers g_x nach dessen Kontakt III und nach der Bürste III des Empfängers e_v über das Kontaktsegment A₁ und die Leitung 0 zur Kurbel des Gebers g₂, zu dessen Kontakt 3 und von da nach der Bürste 3 des Empfängers e₂. Wie ersichtlich, steht diese Bürste auf der oberen Unterbrechungsstelle der Schleifringsegmente k₂ und A₂', und der Strom ist hier unterbrochen. Somit ist f und f stromlos. Wird jetzt die Kurbel des Gebers g₂ z. B. nach 4 gedreht, so erhält die Bürste 4 des Empfängers e₂ Strom. Dieser geht von hier über das Schleifstück A₂' und die Bürste 7' durch den Widerstand w' und das Feld f zum Minuspol. Hierdurch wird die Anlaß- go maschine erregt und der Motor m bewegt sich, dabei die Kontaktscheibe von e₂ derart verstellend, daß sich die Unterbrechungsstelle von A₂ und A₂' nach der Bürste 4 hinbewegt. Bei dieser Bürste angelangt, wird das System stromlos und gelangt zur Ruhe. Derselbe Vorgang nach rechts bzw. nach links wiederholt sich, je nachdem man die Kurbel des Gebers g₂ bewegt. Bewegt man diese Kurbel über den Kontakt 5 hinweg nach dem Kontakt ι in der Richtung des eingezeichneten Pfeiles, so springt hierbei die Kurbel des Gebers gj vom Kontakt III auf den Kontakt IV. Nehmen wir an, diese Fortbewegung hat stattgefunden, während der Motor m noch stillgestanden hat, der Empfänger sich also noch in der gezeichneten Seilung befindet, dann gelangt der Strom vom Pluspol über den Geber gj und dessen Kontakt IV nach der Bürste IV des Empfängers e_lt durch das Schleifstück A' nach Kontaktbürste 6' und von hier unmittelbar zum Felde f. (Der Geber g₂ ist zunächt noch stromlos, da seine Kurbel ja nur durch die Leitung 0 mit dem isolierten Zwischenstück A₁ in Verbindung steht und die auf diesem aufliegende Bürste III stromlos ist.) Der Motor m setzt sich also in Bewegung und dreht die Kontaktscheibe des Empfängers e₂ in der Pfeilrichtung. In dem Augenblick, in welchem das Schleifstück A₂ die Bürsten 1 bis 5 verbindet, dreht sich die Kontaktscheibe des Empfängers β_Λ um eine

Bürstenteilung weiter. Hierbei berührt während des Überganges die Bürste IV gleichzeitig die Schleifringsegmente A₁ und k'. Es geht dann ein Teilstrom über A₁ nach der Kurbel des Gebers ^₂, von da über Kontakt ι nach der Bürste ι des Empfängers e₂, von hier über Schleifstück k₂, Bürste 7 und den Widerstand w. nach dem Feld f. Da dieses aber wegen des Widerstandes w schwächer erregt wird als das Feld f, welches, wie erwähnt, von der Bürste IV über k' und 6' unmittelbar ohne Vorschaltwiderstand Strom erhält, so wird sich der Motor noch in derselben Richtung weiterdrehen, bis die ■— in der Zeichnung untere — Trennungsstelle der Schleifstücke k₂ und k₂ des Empfängers e₂ unter der Bürste 1 steht, wobei gleichzeitig die Bürste IV voll auf k_x zu stehen kommt. Beim Weiterschalten des Gebers g₂ nach 2, 3 usw. wiederholen sich die zuerst geschilderten Vorgänge. Man erhält also mit Hilfe der beiden Gruppen wieder so viel Stellungen, als dem Produkt der Anzahl der Kontaktstellen jeder Gruppe entspricht.

Es soll noch auf eine weitere Wirkung der Widerstände w und w' des Empfängers e₂ hingewiesen werden. Der Geber g₂ muß ohne Rücksicht auf die Kontaktstellungen bewegt werden' können, wobei Stromunterbrechungen beim Übergang von einem Kontakt auf einen anderen nicht vorkommen dürfen; sonst könnte der Fall eintreten, daß die Kurbel des Gebers g₂ z. B. zwischen 5 und 1 stehenbliebe, wobei sich die Kurbel des Gebers gj z. B.

zwischen III und IV befände. Fände hierbei eine Stromunterbrechung statt, so könnte sich der Motor m nicht bewegen, und die Einrichtung wäre gestört. Damit also eine Stromunterbrechung nicht eintritt, müssen beim Übergang gleichzeitig zwei Kontakte berührt werden. Denken wir uns nun diesen Fall. Die Kurbel des Gebers ^₁ berühre gleichzeitig die Kontakte III und IV, während die Kurbel des Gebers g₂ gleichzeitig 5 und 1 berühre.

Dabei soll sich der Empfänger e₂ in der gezeichneten Stellung 3 befinden. Dann geht Strom von der Kurbel von ^₁ sowohl nach Kontakt III als auch nach IV, also sowohl zur Bürste III als auch zur Bürste IV des Empfängers S₁ und von dieser über Schleifstück k' und Bürste 6' nach dem Feld f, dieses voll erregend. Von der Bürste III geht Strom durch die Leitung 0 nach der Kurbel von g₂, die der Annahme gemäß gleichzeitig auf 1 und 5 steht, und daher weiter zu den Bürsten 1 und 5 des Empfängers e₂. Von der Bürste 5 fließt kein weiterer oder nur ein unbedeutender Strom über Schleif stück k₂, Bürste 7' und Widerstand w' nach Feld f, da der früher erwähnte Stromweg zum Feld f widerstandsfrei ist. Von der Bürste 1 dagegen geht ein Teilstrom über Schleifstück k₂, Bürste 7 und Widerstand w nach dem Felde f. und zurück zum Minuspol. Wäre der Widerstand w nicht vorhanden, so würden beide Felder gleich stark erregt und es träte eine Bewegung nicht ein. Da jedoch durch den Widerstand w die Erregung des Feldes f schwächer ist als die des Feldes f, so muß eine Bewegung in demselben Sinne erfolgen, als wenn nur f' erregt wäre, nur ist die Bewegung entsprechend langsamer. Der Motor wird sich also zunächst so weit bewegen, bis die Kontaktschiene k₂ die die Bürsten 1 bis 5 verbindet, wobei gleichzeitig die Bürsten III und IV gemeinsam die Trennungsschiene U₁ des Empfängers e_x berühren. In diesem Augenblick werden nun die Felder f und f entgegengesetzt gleich stark erregt, der Motor und die Empfänger bleiben in dieser Zwischenstellung stehen, die genau der Zwischenstellung der Geber entspricht. Man sieht also, daß durch die Widerstände w und w' die Zwangläufigkeit der Bewegungen auch auf den Zwischenstellungen gewahrt bleibt. Da es natürlich wünschenswert ist, daß diese Zwischenstellungen mit Rücksicht auf die hierbei stattfindende, dauernde Erregung der beiden Felder nicht vorkommt, so empfiehlt es sich, die Kurbel des Gebers g₂ mit Rasten zu versehen.

Die beschriebenen Einrichtungen zur Fernübertragung von Stellungen eignen sich insbesondere für Steuerruder-, Geschützricht- und ähnliche Maschinen.

Claims (4)

95 Pate nt-An Sprüche:

1. Einrichtung zur Fernübertragung von Stellungen, bei welcher durch den Geber eine beliebige von den dem Empfänger zugeordneten Bürsten unter Spannung gesetzt wird, die je nach Stellung der beiden auf dem Empfänger angeordneten Kontaktschienen Strom dem Antriebsmotor unmittelbar oder mittelbar in dem einen oder anderen Sinne zuführen, bis durch die Bewegung des Motors der Strom oder die Wirkung des Stromes in der übereinstimmenden Empfängerstellung wieder aufgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieses System in anderweitig bekannter no Weise in zwei Gruppen unterteilt ist, von denen die eine die Grobeinstellung, die andere die Feineinstellung bewirkt, zum Zweck, mit zwei Gruppen von Leitungen eine solche Anzahl von Stellungen zu übertragen, als dem Produkt der Anzahl der Leitungen beider Gruppen entspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der verbreiterten Trennungsstelle zwischen den beiden Kontaktschienen (k, k') des Empfängers mit ihnen starr verbunden eine beliebige '

Anzahl voneinander isolierter Kontakte (i, 2, 3, 4, 5) angeordnet ist, die mit Hilie eines zweiten Gebers (g₂) beliebig mit der einen oder der anderen dieser Schienen leitend verbunden werden können, so daß sich die Trennungsstelle der Schienen zwischen diesen verschiebt.

3. Einrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Kontaktschienen (k, k') des Empfängers fej eine weitere, eine Hauptbürstenteilung umfassende, isolierte Schiene (k_x) angebracht ist, die über einen zweiten Geber (g_%) den Strom einem zweiten, mit dem ersten Empfängersystem mechanisch verbundenen Empfänger (e₂) zuführt, der die Feineinstellung in den Zwischenstellungen bewirkt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung zwischen den Kontaktschienen der beiden Empfänger hinter der Abzweigung für die Auslösevorrichtung (f, f'J des Antriebsmotors (h) Widerstände (w, w) eingeschaltet sind, zum Zweck, die Bewegung auch in den Ubergangsstellungen aufrechtzuerhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.