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Geber- und Empfängerapparate für Fernzeigersysteme. `Bei Geber- und.
Empfängerapparaten für kontinuierliche mit Wechselstrom betriebene Fernzeigersysteme
ist entweder eine Wicklung auf dem Stator und die andere auf dem Rotor angebracht
oder beide Wicklungen sind auf dem Stator befestigt. Bei der Herstellung von Systemen
der ersteren Art ergeben sich Schwierigkeiten in den Stromzuführungen zu dem Ankersystem,
und bei der zweiten Art werden zwar die Ankerstromzuführungen erspart, aber teuere
und schwierig herzustellende Statorwicklungen erforderlich.
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Durch die Erfindung wird nun bezweckt, die kostspieligen und umständlichen
Drehwicklungen sowohl als die Ankerstromzuführungen zu beseitigen und durch eine
Feldwicklung mit ausgeprägten Polen zu ersetzen, wie sie bei Fernzeigersystemen
mit Schrittschaltwerken üblich sind, die durch Gleichstrom betrieben werden.
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Der wesentlichste Unterschied zwischen einem Schrittschaltwerk und
einem kontinuierlichen System liegt in der Erregungsart der den Stellenwechsel bewirkenden
Wicklungen. Bei den Schrittschaltwerken sind diese Wicklungen entweder voll erregt
oder stromlos, während die allmählichen Veränderungen ein kontinuierliches System
schaffen, mit welchem eine beliebige Anzahl von Stellungen angezeigt werden kann,
im Gegensatz zu den Schrittschaltwerken, die nur von einer bestimmten Stelle in
eine bestimmte andere bewegt werden können. Man hat nun schon Schrittschaltwerke
mit mehreren im Winkel zueinander angeordneten Ankern vorgeschlagen, die je zwei
Polen zugeordnet sind, um die Zahl der Signalstellungen zu erhöhen. Wird ein derartiges
System statt mit Gleichstrom über einen Geberschalter mit Wechselstrom gespeist,
dessen Mittelwerte je nach der Ankerstellung des Gebers kontinuierlich sich ändern,
so wird dadurch erfahrungsgemäß der Zeiger am Empfänger dennoch von der einen Stellung
zu der andern springen. Dieses Springen ist darauf zurückzuführen; daß die magnetischen
Kräfte dem Quadrate des Stromzuflusses und infolgedessen die auf die verschiedenen
Anker einwirkenden magnetischen Kräfte je nach der Ankerlage mit Bezug zu den Polen
der Ände-;ung des Stromflusses in den Polwicklungen nicht entsprechen. Der einer
radialen Polkraft ausgesetzte Anker wird durch Stromschwankungen verhältnismäßig
stärker beeinflußt als die von den Polen entfernter liegenden, und. es bedarf daher
einer größeren Anderung des Stromflusses, um das Ankersystem aus seiner gegebenen
Lage herauszudrehen, als der gleichmäßigen der Geberverdrehung folgenden Stromänderung
entspricht. Erfindungsgemäß wird dieser Übelstand dadurch beseitigt; daß alle Felder
alle Anker beeinflussen; die magnetisch voneinander isoliert angeordnet sind und
keiner der Anker ausschließlich der radialen Polkraft ausgesetzt ist. Die Trennung
der in demselben Magnetfelde sich befindenden Anker erfolgt erfindungsgemäß, um
etwa der gewünschten Verstellung des Ankersystems entgegenwirkenden Kräften einen
günstigen Weg von einem Anker durch den anderen zu versperren und dadurch die
der
gewünschten Drehrichtung entgegenwirkenden Kräfte möglichst abzuschwächen, um eine
leichtere Verstellung des Empfängersystems zu erreichen.
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Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Ausführungsbeispiele der
Erfindung.
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Die Fig. z und 2 zeigen einen Apparat in Schnittansicht und Draufsicht,
dessen Gehäuse x ringförmig gestaltet und mit in gleichem Abstande voneinander angeordneten
Feldpolen versehen ist. Diese sind am Gehäuse x angeschraubt und tragen die Spulen
3 für das Richtfeld. Zentrisch. zum Gehäusering ist eine Welle q. drehbar gej,agert,
und auf diese ist ein Anker 5 aufgesetzt, welcher mittels Stifte 6 aus nicht magnetischem
Material mit einem zweiten Anker 7 fest verbunden ist. Mit diesen Ankern können
in gleicher Weise weitere Anker oder Ankerpaare verbunden sein, um eine möglichst
gleiche Beeinflussung des Anker-: ystems durch die Feldpole zu erreichen. So z.
B. kann man,. um den Übergang von dem einen Feldpol zum anderen allmählich zu gestalten,
einen weiteren Anker nach der Winkelhalbierenden der Anker 5, und 7 anordnen: Auch
kann ein zweites Ankerpaar symmetrisch. zu dem ersten angeordnet werden.
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Die Anker 5 und 7 sind Z-förmig gestaltet und mit .zwei Schenkeln
von gleicher radialer Ausdehnung versehen. Die Enden dieser Schenkel sowie die Ecken
der Polschuhe sind zwecks Vermeidung einer Überbrückung zweier benachbarter Pole
abgerundet. Die Anker können auch L-förmig öder flach gestaltet und von der Welle
isoliert auf dieser befestigt sein. Zwischen den Schenkeln beider Anker ist auf
dieser eine Polarisationsspule 8 aufgesetzt, welche mit dem Ankersystem zugleich
gedreht wird. .
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Um den Vorteil der voneinander isolierten Anker im gleichen magnetischen
Felde darzutun, sei angenommen, daß die Anker die in Fig. 2 dargestellte Stellung
einnehmen und der Pol 2 unerregt ist, während die beiden anderen Pole gleich stark
entgegengesetzt erregt sind. Durch eine kleine Geberverstellung werde nun der Pol
3 etwas verstärkt, der nicht bezeichnete Pol etwas geschwächt und 2 etwas erregt.
Das untere Ende des Ankers 7 wird daher weniger stark und etwas gegen den nicht
bezeichneten Pol, das obere Ende von 7 s 'ärker in die Mitte des Pöles 3 gezogen.
Das obere Ende des Ankers 5 wird stärker gegen 3, etwas zurück gegen 2 und zurück
gegen den n @ cht bezeichneten Pol gezogen. Der Vorteil der magnetischen Trennung
wird ersichtlich, wenn man eine magnetische Kupplung etwa durch die Stahlachse q
annimmt. Wie gesc,iiidert, sind die magnetomotorischen Kräfte des nicht bezeichneten
Poles und. des Poles 3 hintereinander geschaltet. Eine magnetische Kupplung würde
nun den Kraftlinien, die von Pol 3 in den Anker 7 eintreten, einen mägne-Lisch guten
Weg durch die Achse q. in den vo=- dem nichtbezeichneten Pol liegenden Teil des
Ankers 5 bieten und der Zug des nicht bezeichneten Poles der gewünschten Drehrich-;ung
entgegen . auf den Anker 5 wäre viel stärker, als er bei einer Verhinderung des
Übertrittes der Kraflinien vom Anker 7 nach 5 zustande kommt.
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Eine andere charakteristische Stellung tritt ein, wenn z. B. der Pol
2 am stärksten, die beiden anderen Pole aber halbstark entgegengesetzt erregt sind.
Dann fällt die Symmetrieachse der beiden Anker mit der-Polachse 2 zur ammen. Durch
eine kleine Verdrehung des Gebers werden nun 2 und 3 etwas geschwächt lind der nichtbezeichnete
Pol gestärkt. Es ist also wünschenswert, daß möglichst viel der vom Pol 2 in die
Anker 5 und 7 eintretenden Kraftlinien in den nicht bezeichneten Pol gelangen. Eine
magnetische Kupplung würde z. B. einem Teil der vom Pol 2 in den Anker 7 eingetretenen
Kraftlinien ein Abschweifen in - den Anker 5 und den Übergang in den Pol 3 ermöglichen,
wobei der Pol 3 den Anker 5 entgegen der gewünschten Drehrichtung stärker ziehen
würde, als er es kann, wenn, der Anker 5 die in ihn allein eingetretenen Kraftlinien
führt. Die magnetische Isolierung der Anker voneinander unterstützt somit die synchrone
Verstellung von Geber-und Empfängerapparat.
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Bei der vorhergehenden Anordnung ist es erforderlich,' die Polarisationsspule
8, welche bekanntlich zur Erzielung einer eindeutigen Stellung des Ankers nötig
ist, mit der eines zweiten Apparates durch Schleifbürsten elektrisch zu verbinden,
was bei der Ausführungsform nach den,.. Fig. 3 und q. dadurch, verniieden ist, daß
die Polarisationswicklung 8 ortsfest am Gehäuse bzw. an dessen Feldpolen gelagert
ist. Dadurch werden Schleifbürsten zur Zurückführung des Stromes zu dieser Spule
erspart. Die Schenkel der Anker 5 und 7 sind bei dem. Ausführungsbeispiel der Erfindung
nach den Fig. 3 und q. von ungleicher radialer Ausdehnung, damit das Ankersystem
beim Einbau in .den Apparat oder beim Auswechseln bequem' durch die Spule geführt
werden kann. -In den Fig. 5 und 6 ist ein Ausführüngsbcispiel der Erfindung dargestellt,
nach welchem die Polarisationsspule 8 an den Feldp.>len des Gehäuses gelagert ist,
ohne daß eine besondere Befestigung für dieselbe erforderlich wäre. Zu diesem Zwecke
sind die Feldpole an ihren den Ankern zugekehrten Enden stufenförmig abgesetzt und
mit einer Aussparung g versehen, in welche der äußere Spulenteil hineingreift. Die
Anker sind mit
ungleich langen Schenkeln ausgebildet, von denen
der längere sich beim Drehen des Ankers vor .den zurückstehenden Teil io .und der
kürzere sich vor den vorstehenden Teil ii der Feldpole bewegt. Ein Vorzug dieser
Ausbildung ('er Anker mit. einem langen und einem kurzen Schenkel gegenüber einem
Anker mit nur kurzen Schenkeln ist der, daß die Richtkraft eine größere ist.
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Stehen die langen Schenkel beider Anker symmetrisch zur Achse eines
Feldpoles, wie es z. B. in Fig. 6 gezeigt ist, so ist die Kraftlinienveränderung
bei einer Verschiebung des Feldes in denselben und damit ihre Richtkraft nur gering.
Dabei ist aber die Stellung der. kurzen Schenkel der Anker um so günstiger. da diese
in einem stärksten . Richtfeld tehen und somit die Genauigkeit der Einstellung in
dieser Lage . des Ankersystems begünstigen. Die Anker können auch mit Hilfspolen
12 versehen werden, welche als Richtspitzen dienen und ebenso lang aber schwächer
als die langen Schenkel der Anker ausgebildet sind, so daß sie weniger kräftig wirken.
Wäre dieses nicht der Fall, so würden sich für jede Lage des Richtfeldes zwei voneinander
abweichende Ankerstellungen ergeben. Das Ankersystem kann auch mit nur einem Hilfspol
versehen sein, dessen geometrische Lage der Resultante der Einzelwirkungen mehrerer
Hilfspole entspricht. Zweckmäßig ist die Resultante der auf die Hilfspole wirkenden
Kräfte gegen die Richtung der Resultante der die Hauptpole beeinflussenden Kräfte
versetzt. In Fi,g. 7 ist ein aus zwei Einzelankern zusammengesetztes Ankersystem
mit als Richtspitzen 12 ausgebildeten Hilfspolen dargestellt.