DE46486C - Einrichtung zur Herstellung des Synchronismus in den Bewegungen von Elektromotoren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT. W

Die vorliegende Einrichtung dient zur Aufrechterhaltung des synchronischen Ganges mehrerer Motoren und besteht darin, durch die Rotationsbewegungen, und zwar während jeder Umdrehung einmal eine optische Erscheinung hervorzurufen, welche bei synchronischer Bewegung der Motoren ihren Ort nicht, dagegen bei Störung des Synchronismus denselben ändert, und dann die den Motor mit Strom versorgenden Contacte behufs Beschleunigung oder Verzögerung seiner Rotationsgeschwindigkeit so lange zu reguliren, bis die beregte optische Erscheinung wieder anhaltend ihren Ort beibehält.

Auf den Zeichnungen veranschaulicht:

Fig. .1 einen mit der Vorrichtung versehenen elektrischen Motor,

Fig. ι a eine Schaltungsscizze behufs erweiterter Anwendung,

Fig. 2 die eine Endansicht des Motors mit dem Centrifugalregulator,
■ - Fig. 3 die andere Endansicht des Motors,

Fig. 4 den Grundrifs;

Fig. 5 und 6 zwei Abänderungen der Vorrichtung zur Erzeugung der optischen Erscheinung.

Im Grundrifs, Fig. 4, ist A die Welle eines z. B. auf einer telegraphischen Sendestation aufgestellten Motors. Dieselbe ist mit Stufenscheiben B versehen dargestellt,, vermittelst deren sie von einer Dampfmaschine aus getrieben werden kann. Für die folgende Beschreibung soll indessen angenommen sein, dafs sie Bewegung von dem Betriebsapparat für den Geber eines Drucktelegraphen erhalte.

Auf der Welle A sitzt ein leitendes Segment a, an welchem eine Contactbürste α² befestigt ist. Dicht vor diesem Segment liegt, von einer Säule getragen, eine Scheibe C aus Hartgummi oder anderem nichtleitenden Stoff, auf deren Umfang ein leitendes Segment c im Wege der Bürste α² angeordnet ist. Dieses Segment wird mittelst der Klemme c¹ mit dem einen Pol einer Batterie V verbunden, deren anderer Pol nach der Erde abgeleitet ist.

Auf einer Empfangsstation ist ein rotirender elektrischer Motor D zweckdienlicher Art mit einem Centrifugalregulator (z. B. System Phelph's) aufgestellt. Auf der Welle dieses Motors oder einer Verlängerung derselben sitzt lose eine Scheibe E aus Hartgummi oder anderem nichtleitenden Stoff, auf welcher ein Contactsegment e, entsprechend dem Segment c der Geberstation, angeordnet ist. Der Contact e ist durch den Liniendraht ν mit einer für solche Zwecke bekannten Einrichtung auf der Sendestation verbunden, welche den von der Bürste a² von Segment c aufgenommenen Strom aus dem Segment α in die Linie ν sendet. Hinter der Scheibe E ist auf die Welle ein Ring F aufgekeilt, welcher mittelst der Stange f eine Contactbürste f¹ über das Segment e schleift. Das Ende der Welle trägt ferner eine Scheibe H, auf welcher ein Elektromagnet /mit Anker, Abreifsfeder u. s. w. befestigt ist. Auf der Rückseite^ des Ankers ist ein Spiegel J angeordnet.

Durch das Zahnrad G wird die Verbindung des Motors D mit dem Drucktelegraphen (oder dem sonst durch ihn zu treiben gewünschten Apparate) hergestellt.

An der inneren Seite der Scheibe Σ ist ein Arm K angeordnet, Fig. 4 und 2, und am anderen Ende des Motors ein ähnlicher Arm K¹ drehbar an einem Träger k gelagert. Durch die äufseren Enden beider Arme ist eine Stange L durchgeschoben, mittelst deren beide gehoben und gesenkt werden können. Eine mit dem anderen Ende an dem vorspringenden Theil I¹ eines mit dem Regulator verbundenen (später beschriebenen) Armes befestigte Feder / hält den Arm K unter normalen Umständen waagrecht. Da die Scheibe E lose auf der Motorwelle sitzt, wird sie der Bewegung von L entsprechend auf derselben nach der einen oder anderen Seite gedreht, wobei sich der Contact e entsprechend zur Bürste f¹ verstellt, behufs früheren oder späteren Contactmachens.

Ein von dem Arm K an der Stange M getragener Zeiger m liegt dicht vor dem Spiegel /.

Die Welle des Motors D setzt die vom Bügel O gehaltene stehende Welle N des Centrifugalregulators mittelst Kegelradgetriebes η η in Drehung, und theilt die Regulatorwelle ihre Bewegung mittelst des Triebes 0 dem Kammrade P mit, dessen Welle mittelst Schraube ohne Ende ρ und Schneckenrades Q eine auf der Welle q des letzteren unter Isolirung gelagerte Scheibe R in Drehung versetzt. Letztere ist auf dem Umfang mit Platin überzogen und rotirt in einem mit OeI gefüllten Kasten r. An einem am Bügel O unter Isolirung angeschlossenen Träger S ist ein jochartiges Stück s angelenkt, dessen freies, zu diesem Zwecke mit Platinspitze s¹ versehenes Ende unter dem Zuge der die Stange L haltenden Feder / mit dem Umfang der Scheibe R Contact macht. Wird die Stange L gehoben, so wird dieser Contact entsprechend vermindert, dagegen entsprechend verstärkt, wenn man L niederdrückt. Der Träger 5 ist über Klemme T mit dem Feldmagneten und die Scheibe R über Klemme T¹ mit dem Stromerzeuger verbunden. Letztere Klemme ist unter Isolirung durch den Bügel O gesteckt und mit R durch eine Feder t und von der Welle isolirte Nabe t¹ verbunden, Fig. i, 2 und 4.

Das Stück s umfafst die von einer Feder u^l nach unten gedrückte Regulatorhülse U oberhalb einer an dieser festen Scheibe u. Ueberschreitet der Motor eine gewisse Geschwindigkeit, so steigt die Hülse U und hebt bei einer gewissen gröfsten Geschwindigkeit die Scheibe u das Stück 5 so hoch, dafs dessen Spitze s¹ aufser Contact mit R geräth und also in diesem Falle der Motor sich selbst ausschaltet.

Der Motor D wird von einer besonderen Elektricitätsquelle erregt und geht deren Stromkreis gewöhnlich durch die Contacte-Rs¹ und die Feldmagnete.

Vorausgesetzt, die Wellen beider Motoren rotiren: Sobald die Bürste α² auf das Segment c tritt und gleichzeitig auch die Bürste f^l auf das Segment e, so wird der Stromkreis der Batterie V über c α? α ν ef¹ FI und die Erde geschlossen und der Elektromagnet / wird erregt. Dieser Stromschlufs tritt beim synchronischen Gang beider Motoren einmal während jeder Umdrehung ein und in gleichen Zwischenräumen bei einer Folge von Umdrehungen, oder mit anderen Worten: die Relativstellungen der beiden Bürsten müssen bezüglich ihrer Contactsegmente continuirlich genau dieselben bleiben. Zur Feststellung dieser Beziehung wird vor dem am Anker von / befestigten Spiegel J eine brennende Kerze oder andere Lichtquelle fixirt. Da der Spiegel mit der Motorwelle rotirt, würde das Lichtbild der Flamme als ein feuriger Ring oder Kreis erscheinen, wenn der Spiegel bei seiner Umdrehung immer dieselbe Ebene beibehielte. Infolge der Spiegelverstellung durch die Ankeranziehung wird indefs die Regelmäfsigkeit des Kreises gestört, so zwar, dafs sich an einer Stelle desselben eine leichte schnabelartige Ausbiegung bildet. So lange nun, als beide Motoren mit absoluter Gleichmäfsigkeit rotiren, wird der Stromschlufs der Batterie V in absolut den gleichen Zwischenräumen erfolgen und ebenso der Anker von I in denselben absolut gleichen Zwischenräumen angezogen werden, so dafs sich jene Lichtbildstörung immer in demselben Punkte zeigt. Auf diesen Punkt hält man beim normalen Gang den Zeiger m eingestellt, so dafs er sich damit deckt. Gerathen nun beide Bürsten aufser Synchronismus, so tritt Stromschlufs früher oder später ein und die Lichtbildstörung zeigt sich entsprechend weit vor oder hinter der Zeigerspitze. Gesetzt nun, die Störung trete in einem Punkt ein, der bezüglich des Motors A ein Voreilen des Motors D anzeigt, so hebt man langsam die Stange L, wobei man den hierdurch gegen den Ort der Lichtbildstörung hinbewegten Zeiger und die Lichtbildstörung immer beobachtet. Durch die Bewegung der Stange L verstellt man einerseits das Segment e, so dafs f¹ erst später damit Contact machen kann, und andererseits die stromzuleitenden Contacte Rs¹ so, dafs die Geschwindigkeit des Motors D Verlangsamung erfährt. Infolge dessen wandert auch die Lichtbildstörung dem Zeiger entgegen, und wenn sich beide decken, ist einerseits e in einer Lage, dafs f¹ wieder zugleich mit λ² Contact macht, und andererseits die Geschwindigkeit des Motors D so verlangsamt, dafs er

mit derselben Geschwindigkeit wie A läuft. Tritt die Lichtbildstörung in einem Punkt, der Nachbleiben des Motors D anzeigt, ein, so drückt man im Gegentheil die Stange L nieder und führt dadurch einerseits e der Bürste f^L entgegen und verstärkt andererseits den Contact Rs¹ so, dafs er mehr Strom in den Motor fliefsen läfst.

Da in der Praxis die Ortsabweichung der Lichtbildstörung nur sehr langsam und innerhalb sehr enger Grenzen erfolgt, so hält der Beamte auf der Empfangsstation die Stange L immer in der Hand und folgt beständig mit dem Zeiger m den eintretenden Ortsveränderungen der Lichtbildstörung. So lange, als er so verfährt, erhält er immer Synchronismus aufrecht.

Zwischen den Elektromagneten I und die Erde können noch mehr elektrische Motoren eingeschaltet werden, welche dieselbe Verbindung vom Contact e und Bürste f¹ besitzen, wie der Motor D vom Contact c und Bürste α².

Man kann die beschriebene Einrichtung unter geringer Modification auch dazu benutzen, um neben dem Elektromotor D noch andere Apparate mit einander in synchronische Beziehung zu setzen bezw. synchronisch auf elektrischem Wege zu bethä'tigen. Zu diesem Ende ordnet man für letztere sowohl auf der Scheibe C wie auf der Scheibe E je ein Coiitactsegment an und stellt alsdann die elektrische Verbindung so her, dafs man den einen Batteriepol mit der Bürste a² und jeden der mehreren Contacte der Scheibe C mit der Bürste/¹ verbindet. Jeder der zu beeinflussenden Apparate ist einerseits mit dem ihm entsprechenden Contact der Scheibe E und .mit der Erde verbunden, und ist ferner die Verbindung zwischen Sector e und dem Elektromagneten I so eingerichtet, dafs letzterer unbehindert mit der Motorwelle rotiren kann.

In Fig. ι a ist eine diesbezügliche Modification beispielsweise für Telegraphirzwecke schematisch zur Anschauung gebracht. Auf der Scheibe C sind eine Anzahl, z. B. acht, Contacte von einander isolirt angeordnet und ebenso eine entsprechende Anzahl von Contacten auf der Scheibe E. Ueber die Scheibe C -schleift die Bürste a² und über die Scheibe E die Bürste/¹. Der eine Pol der Batterie Fist mit der Bürste α², der andere mit der Erde verbunden, während der Contact e durch Draht ν mit dem ebenfalls zur Erde abgeleiteten Elektromagneten / communicirt. Jedes der Segmente c² der Scheibe C ist durch einen Draht 3 mit einem Contact' 4 leitend verbunden. Sämmtliche Contacte 4 liegen hinter einander und schleifen auf dem über das metallene Bett 2 wegbewegten perforirten Uebertragungsstreifen 7 aus Papier. Das Bett 2 ist durch Draht 6 an die Leitung v, d. i. die Bürste/², angeschlossen.

Die Perforationen des Uebertragungsstreifens 7 sind in Querreihen angeordnet und wird derselbe bei jeder Umdrehung der Bürsten α² und Z¹ um den Abstand zwischen zwei Querreihen verschoben. Wird hierbei eine Perforation des Streifens 7 unter einen Contact 4 gebracht, so verbindet derselbe das Bett 2 mit dem diesem Contact 4 entsprechenden Contact c², und sobald die Bürste a¹ über letzteren schleift, geht der Strom der Batterie F über α²C² 3 4 2Ov/¹ nach dem betreffenden Contacte² der Scheibe E und von diesem durch Leitung y nach dem mit diesem Contact verbundenen Mechanismus.

In Fig. 5 ist eine Modification der Vorrichtung zur Erzeugung des Lichtbildes dargestellt, das in diesem Falle aus einem elektrischen Funken besteht. Der Contact e ist mit dem einen Ende der Primärspule eines Inductors X verbunden, deren anderes Ende zur Erde abgeleitet ist. Die Secundärspule ist am einen Ende mit der auf der Achse der Scheibe H montirten leitenden Stange χ verbunden, welche mit ihrem vorderen Ende dicht an den Umfang der Scheibe H herantritt, das andere Ende der Secundärspule communicirt mit einer leitenden Schiene ^, welche gegen die Seite der Scheibe H anliegt. Bei jedem Schlufs des Stromkreises der Batterie V springt ein Funken zwischen dem Ende der Stange χ und dem Umfang der Scheibe H über. Die Stelle, an welcher der Funken bezüglich des Zeigers m überspringt, zeigt an, wie die beiden Motoren zusammenlaufen.

In der zweiten Modification, Fig. 6, ist die Scheibe H durch einen Cylinder ersetzt, um welchen sich eine Rippe U¹ einmal schraubengangförmig windet. Die Stange χ liegt parallel zur Achse des Cylinders dicht an dem höchsten Punkt der Rippe if¹. Beim Stromschlufs springt immer da ein Funken zwischen χ und H¹ über, wo diese beiden Theile durch den geringsten Zwischenraum getrennt sind. Die Lagenveränderung der optischen Erscheinung wird also hier, anstatt wie in den beiden anderen Fällen auf einer Kreislinie, auf einer Geraden erzeugt, und zwar rechts oder links des Zeigers m, je nachdem Voreilen oder Nachbleiben stattfindet.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Eine Einrichtung zur Controle und Wiederherstellung der synchronischen Bewegung von Elektromotoren, darin bestehend, dafs ein mit der zu regulirenden Motorwelle vor einer fixirten Lichtquelle rotirender Elektromagnet I, dessen Anker einen die Lichtquelle reflectirenden Spiegel trägt, mit einer Batterie V verbunden ist und der Stromkreis der letzteren durch die mit den Wellen

   beider Motoren rotirenden Bürsten a² und^¹ über Contacte c und e bei jeder Umdrehung einmal geschlossen wird und sich infolge der Ankeranziehung im Spiegelbilde der Lichtquelle eine Formveränderung (Lichtbildstörung) erzeugt, welche bei synchronischem Gange immer in demselben Punkt stattfindet, bei Störung des Synchronismus dagegen ihre Lage ändert, und wobei der Contact e gegen die Bürste f¹ verstellbar und mit in den Erregungsstromkreis des Elektromotors eingeschalteten Schlufsstücken (Rs¹J so verbunden ist, dafs seine Verstellung gegen die Bürste y¹, wie mittelst Hebels und Zeigers m, behufs früheren oder späteren Contactmachens je nach dem Nachbleiben oder Voreilen des Motors auch die Intensität des Stromschlusses (R S¹J oder die Erregung entsprechend beeinfiufst behufs Wiederherstellung des Synchronismus.

   Bei der Einrichtung unter i. der Ersatz des Elektromagneten / und Spiegels / durch eine Inductionsspüle X und leitende Stangen χ und % mit einer auf der Motorwelle rotirenden Scheibe H (Fig. 5) bezw. Schraubenrippe H¹ (Fig. 6 ) behufs Erzeugung eines elektrischen Funkens beim jedesmaligen Schlufs des Stromkreises V (Fig. 5 und 6).

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.