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Einrichtung zur Feststellung des Synchronismus und derPhasendifferenz
zweier Bewegungen. Die Erfindung besteht in einer Anordnung, welche zeigt, ob die
Bewegungen zweier oder mehrerer Körper synchron sind. Die Erfindung ist z. B. verwendbar,
wo zwei fern voneinander liegende rotierende Wellen dazu gebracht werden sollen,
nicht nur gleich schnell, sondern auch in einer bestimmten Winkelstellung im Verhältnis
zueinander zu laufen. Man kann dann durch Benutzung der vorliegenden Anordnung sofort
sehen, teils ob die beiden Wellen gleich schnell laufen, und teils ob sie beständig
eine korrekte Winkelstellung im Verhältnis zueinander einnehmen. Falls die beiden
Wellen während des Ganges ihren Synchronismus verlieren, zeigt die vorliegende Anordnung
sofort dies und gibt zugleich an, ob man die andere Welle schneller oder langsamer
laufen lassen soll, oder ob sie evtl. im Verhältnis zu der ersteren nur gedreht
werden soll, damit der Synchronismus wieder hergestellt werden kann.
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Die Erfindung kann durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
leicht verstanden werden.
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Ein solches ist in der Zeichnung veranschaulicht, wo Abb. x die Anordnung
in schematischer Abbildung, Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Abb. x
und Abb. 3 eine Einzelheit zeigt.
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25 und 125 sind zwei Wellen, welche zum Laufen synchron miteinander
gebracht werden sollen. An der Welle 25 sitzt eine aus Isolierungsmaterial hergestellte
Exzenterscheibe 26 mit einem Knast 27, gegen dessen Umkreis eine Kontaktfeder z8
anliegt. Jedesmal wenn der Knast 27 die Kontaktfeder 28 in deren obere Stellung
emporhebt, berührt er eine andere Kontaktfeder 29, so daß leitende Verbindung zwischen
den beiden Federn eintritt.
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An der Welle 25 sitzen ferner zwei Ringe 30 und 31, gegen welche
zwei festsitzende Schleiffedern 32 bzw. 33 anliegen. Um die Welle 25 herum sitzt
eine Kollektorscheibe 3q., die an der Rotation der Welle nicht teilnimmt. Diese
trägt konzentrisch mit der Welle 25 zwei Ringe, die jede für sich aus einer Anzahl
aus leitendem Material hergestellter, aber gegenseitig isolierter Lamellen bestehen.
Die Lamellen des äußeren Ringes sind mit den Zahlen r, 2,3 ... bezeichnet,
wogegen die Lamellen des inneren Ringes mit den Buchstaben a, b, c
... bezeichnet sind. die Lamelle z ist durch eine Leitung, die in der Zeichnung
ausgelassen ist, mit einer Lampe z', Die Lamelle 2 mit einer Lampe 2' usw. verbunden,
und in derselben Weise ist die Lamelle a mit einer Lampe a', die Lamelle
b mit einer Lampe b' usw. leitend verbunden. An dem Lamellenring z, 2, 3
... schleift eine Bürste 35, die mit dem Ring 31 der Welle 25 leitend verbunden
ist, und an dem Lamellenring a, b, c ...
schleift eine Bürste 36, welche
mit dem Ring 30 (s. Abb. 2) leitend verbunden ist.
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Eine Stromquelle 37 ist durch eine Leitung 38 mit der Feder 29 verbunden.
Die Feder 28 ist durch eine Leitung 39 mit der Schleiffeder 33
verbunden,
und sämtliche Lampen 1', 2', 3' . . ., a', b', c' ... sind durch eine
gemeinschaftliche Leitung 4o mit der Stromquelle 37 verbunden.
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41 und 42 sind zwei Kontaktfedern, die normal durch ihre eigene Federkraft
sich einander zu nähern suchen und dadurch gegen zwei zwischen ihnen gelegene Federn
43 und 44 Kontakt schließen. Durch das Niederdrücken eines Druckknopfes 45 kann
man die Kontaktfedern 41 und 42 voneinander entfernen, so daß sie nicht mehr die
Federn 43 und 44 berühren, sondern mit zwei außer ihnen liegenden Federn 46 und
47 in Berührung kommen, so daß sie Kontakt gegen diese schließen.
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Die Feder 43 ist mit der Stromquelle 37, die Feder 44 mit der Schleiffeder
32, die Feder 46 mit der Stromquelle 37 und die Feder 47 mit der Feder 28 verbunden.
Von den beiden Kontaktfedern 41 und 42 gehen die bezüglichen Leitungen 48 und 49
aus, welche die beiden Apparate verbinden, die synchron miteinander laufen sollen.
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Die Welle 125, die zum synchronen Laufen mit der Welle 25 gebracht
werden soll, ist mit einer Anordnung versehen, die der oben beschriebenen ganz entspricht
und eine besondere Beschreibung dieser Anordnung wird daher überflüssig sein. Der
Übersicht wegen sind sämtliche Einzelheiten mit Hinweiszahlen bezeichnet, welche
um ioo größer sind als die Hinweiszahlen, die für die entsprechenden Teile der zuerst
beschriebenen Anordnung benutzt sind, so daß z. B. die Lamellen 1o1, io2, io3
... den Lamellen 1, 2, 3 ... entsprechen. Anstatt der lateinischen
Buchstaben a, b, c ... sind griechische Buchstaben «., ß, y
... angewendet.
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Die Anordnung wirkt folgendermaßen Wenn die Welle 25 in Gang gesetzt
wird, so wird der Knopf 45 niedergedrückt, wie in der Zeichnung gezeigt, so daß
die Federn 41 und 42 die Federn 46 und 47 berühren. Der Druckknopf 145 steht dagegen
in Empfängerstellung, d. h. er ist nicht niedergedrückt, und die Federn 141 und
142 sind mit den Federn 143 und 144 in Berührung.
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Mit jeder Umdrehung der Welle 25 wird der Knast 27 die Feder 28 zur
Berührung mit der Feder 29 emporheben, und dadurch wird folgender lokale Strom geschlossen
: die Stromquelle 37, die Leitung 38, die Feder 29, die Feder 28, die Leitung 39,
die Schleiffeder 33, der Ring 31, die Bürste 35, eine Lamelle, z. B. z7, die Lampe
17' und die Leitung 4o bis an die Stromquelle 37. Dadurch wird die Lampe 17' zum
Leuchten gebracht.
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Gleichzeitig hiermit wird ein anderer Ström geschlossen: Die Stromquelle
37, die Leitung 38, die Feder 29, die Feder 28, die Feder 47, die Feder 42, die
Leitung 49, die Feder 142, die Feder 14q., die Schleiffeder 132, der Ring
130,
die Bürste 136, eine Lamelle, z. B. j., die entsprechende Lampe M., die
Leitung i4o, die Feder 143, die Feder 141, die Leitung 48, die Feder 41 und die
Feder 46 bis an die Stromquelle 37. Falls die Welle 125 stillsteht oder genau ebenso
schnell wie die Welle 25 rotiert, so wird die Lampe M' blinken, jedesmal wenn der
Kontakt 28, 29 geschlossen wird, aber falls die Welle 125 mit einer anderen Schnelligkeit
als die Welle 25 rotiert, so wird nicht jedesmal die Lampe l,', sondern es werden
der Reihe nach andere Lampen zum Blinken gebracht. Falls jeder Kollektorring 24
Lamellen hat, und die Geschwindigkeiten der Welle 125 und die der Welle 25 z. B.
im Verhältnis von 23 : 24 stehen, so blinkt nach jeder Umdrehung die nächstliegende
Lampe der Reihe a', P', y' . . ., und man kann es deshalb sofort dieser Lampenreihe
ansehen, ob die Schnelligkeit der Welle 125 zu vergrößern oder zu vermindern ist,
damit sie dieselbe Schnelligkeit wie Welle 25 erreichen kann; denn falls die Wellen
gleich schnell laufen, so wird immer dieselbe Lampe blinken, und falls die Welle
125 zu langsam bzw. zu schnell läuft, so wird sich das Licht in der Reihe zu der
einen bzw. der anderen Seite bewegen.
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Hat man durch Vergrößerung oder Verminderung der Schnelligkeit der
Welle 125 erreicht, daß es immer dieselbe Lampe ist, welche blinkt, so wird die
Umdrehungsschnelligkeit der Welle der der Welle 25 entsprechen.
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Jedesmal wenn der Knast 127 die Feder 128 zur Berührung mit der Feder
129 emporhebt, wird ferner folgender lokale Strom geschlossen w.-rden : Die Stromquelle
137, die L°itung 138, die Feder i29, die Feder 128, die Leitung 139, die Schleiffeder
133, der Ring 131, die Bürste 135, eine Lamelle z. B. 117, die entsprechende Lampe
117' und die Leitung i4o bis an die Stromquelle 137.
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Infolgedessen wird die Lampe 117' mit jeder Umdrehung der Welle 125
blinken. Falls man den Federkontakt 128,129 um die Welle 125 schwingt, so blinkt
nicht mehr die Lampe 117', sondern die Lampen 116', 115' . . . oder die Lampen 118',
iig' . . . blinken, je nachdem man den Federkontakt zu der einen oder der anderen
Seite dreht. Man kann somit durch Einstellung des Federkontaktes 128, 129 im Verhältnis
zu der feststehenden Kollektorscheibe 1,34 irgendwelche der Lampen ioi', io2' ...,
und somit auch die Lampe, die derjenigen gegenüberliegt, welche in der Reihe
a', P', y' ... leuchtet, durch Strom von der Stromquelle 37 zum Leuchten
bringen. Die hierzu erforderliche Drehung des Kontaktes 128, 129 zeigt zugleich
die Phasendifferenz an. Falls der Synchronismus sich verli°ren sollte, so sieht
man dies augenblicklich den Lampen an, und man kann dann eingreifen und den Synchronismus
wiederherstellen.
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Wird zuerst die Welle 125 in Gang gesetzt, und soll die Welle 25 zum
synchronen Laufen
mit dieser gebracht werden, so muß der Druckknopf
145 niedergedrückt werden, und der Druckknopf 45 emporgehoben sein. Der 4pparat
wirkt dann genau in derselben Weise, wie oben geschildert, nur sind es nun die Lampen
i', 2' ... und a', b' . . ., die den Synchronismus zeigen.
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Je größer die Anzahl der Lamellen in den Kollektorringen, desto genauer
kann man den Synchronismus feststellen. Dadurch wird auch die Anzahl der Lampen
jeder Reihe vergrößert, und die Konstruktion kann gedrängter werden, falls diese
Lampen in denselben Glasbehälter eingeschlossen werden. Abb. 3 zeigt eine solche
Konstruktion. Die Lampen a', b'. . . bestehen nur aus einem einzelnen Glühdraht,
der in der Verlängerung der Glühdrähte der Lampen 1', 2' . . . angebracht ist, indem
die Leitung 40 an die Mitte der Glühdrähte geknüpft ist, so daß sie die Lampe a'
von i', die Lampe b' von 2' usw. trennt. Man kann dann leicht konstatieren,
ob die Lampen, welche blinken, einander gegenüber liegen, weil diese sich in dem
Fall als eine einzelne leuchtende Linie zeigen.
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Anstatt Lampen kann man Galvanometer, leuchtende Vakuumröhren oder
andere Apparate benutzen, welche ein sichtbares, hörbares oder fühlbares Signal
geben können. Man kann z. B. Töne von verschiedener Schwingungszahl anwenden, so
daß man sofort hören kann, ob die beiden erklingenden Töne zusammenfallen oder nicht.
Wendet man Lampen an, so können diese von verschiedener Farbe sein, so daß es leichter
zusehen wird, ob stets dieselben Lampen blinken, oder ob das Licht zu anderen Lampen
übergeht.
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Die Erfindung ist auch verwendbar, selbst wenn die betreffenden Apparate
durch Leitungen 48, 49 nicht verbunden sind. In diesem Fall müssen nur die Apparate
mit Mitteln dazu versehen sein, elektrische Wellen drahtlos, dem. drahtlosen Telegraph
oder Fernsprecher gemäß, abzusenden und zu empfangen.
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Die mechanische Konstruktion des Apparats und das Stromschema können
nach Wunsch variiert werden und viele verschiedene Formen haben. Der Schwerpunkt
der Erfindung besteht darin, daß der Körper 25, dessen Bewegung nachgeahmt werden
soll, in gewissen Stellungen, z. B. zeit jeder Umdrehung, einen Impuls aussendet,
welcher, je nach der Stellung des Körpers 125, der dazu gebracht werden soll, sich
synchron mit dem Körper 25 zu bewegen, auf ein Signal in einer Reihe von solchen
direkt oder indirekt einwirkt, z. B. eine der Lampen einer Lampenreihe u',
ß', y' . . . aufleuchten läßt, welche Lampen mit den Lamellen u, ß
... in einem in Verbindung mit der Welle 125 angebrachten Kollektor so verbunden
sind, daß stets dieselbe Lampe leuchtet, wenn die Wellen 25 und 125 gleich schnell
laufen, daß aber der Reihe nach verschiedene Lampen aufleuchten, wenn die Wellen
mit verschiedener Schnelligkeit laufen.