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Vorrichtung zum Fernanzeigen von Zeigerstellungen mittels eines den
Strom für das Empfangsgerät liefernden Stromerzeugers, der sich mit dem Zeiger des
Gebers zusammen dreht Es ist bekannt, Zeigerstellungen dadurch auf ein entferntes
Anzeigegerät zu übertragen, daß man einen Widerstand mit der Zeigerstellung verändert,
indem z. B. ein mit dem Zeiger verbundener Kontakt die Widerstandsgröße regelt,
oder daß man den Zeiger zwischen zwei Kontakten spielen läßt, durch die- der Zeiger
des Empfängers gesteuert wird, und die so lange wirken, bis Geber- und Empfängerzeiger
gleichgestellt sind. Diese Einrichtungen sind mit verschiedenen Mängeln behaftet.
Schleifkontakte erfordern insbesondere große Einstellkräfte am Gebergerät. Ein Ersatz
des Schleifkontaktes durch einen mittels Fallbügel betätigten Kontakt gibt zunächst
keine stetige Wiedergabe der Zeigerstellung. Die Anordnung von zwei den Geberzeiger
einschließenden beweglichen Kontakten, mittels deren die Bewegung des Empfängerzeigers
gesteuert wird, gibt wegen des Abstandes bei den Kontakten im allgemeinen keine
genaue Einstellung.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man bereits bei Fernanzeigevorrichtungen
vorgeschlagen, einen als Stromerzeuger für das Empfangsgerät dienenden Drehkondensator
oder eine Spule mit dem Zeiger des Gebers zusammen drehbar anzuordnen. Die Erfindung
betrifft eine besonders zweckmäßige Vorrichtung dieser Art. Gemäß der Erfindung
besteht der Stromerzeuger für das Empfangsgerät aus einer in einem Wechselfeld zusammen
mit dem Geberzeiger drehbaren Stromspule, deren Wechselstrom mittels eines zweckmäßig
mit einer Kontrollvorrichtung versehenen Gleichrichters unter Zwischenschaltung
eines größeren Widerstandes in Gleichstrom umgewandelt wird. Dabei wird zur Erzielung
einer gleichmäßigen Spannung der Erregerspule des Wechselfeldes eine Eisendrahtlampe
in an sich bekannter Weise vorgeschaltet. Die Anordnung erfordert keine große Mehrbelastung
des Gebermeßgerätes und bewirkt eine vollkommen stetige Wiedergabe der zu übertragenden
Zeigerstellung. Da eine als Generator im Wechselfeld arbeitende Spule ein Drehmoment
entwickelt, das den Amperewindungen proportional ist, und da dieses Drehmoment im
vorliegenden Falle auf die Zeigerachse des Gebermeßgerätes zurückwirken und damit
die zu übertragende Zeigerstellung sich ändern könnte, so wird zweckmäßig durch
genügende Schwächung des Spulenstromes dafür gesorgt, daß diese Änderung unmerklich
wird. Um trotz des schwachen Stromes einen guten Ausschlag des Empfängergerätes
zu erhalten, wird außerdem der Wechselstrom gleichgerichtet, so daß ein hochempfindliches
Gleichstromgerät
als Empfänger benutzt werden kann.
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Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Als Beispiel
eines Meßgerätes, dessen Angaben in die Ferne übertragen werden sollen, ist ein
Wattmeter Mit zwei Meßsystemen gewählt, dessen feste Spulen bei i und 2 und dessen
bewegliche Spulen bei 3 und q. dargestellt sind. Die beweglichen Spulen sitzen auf
einer gemeinsamen Achse 5, die auch den Zeiger 6 trägt. Auf derselben Achse 5 wird
zur Fernübertragung ihrer Stellung gemäß der Erfindung eine zusätzliche Spule 7
angeordnet, die sich bei Drehung des Zeigers 6 in einem von Spulen 8 erregten Wechselfelde
bewegt. Das Wechselfeld erzeugt in der Spule 7 eine Spannung, deren Größe von der
Stellung der Spule abhängig ist. Diese Spannung dient zur Einstellung des Empfängergerätes
9. Würde der in der Spule 7 und in dem Stromkreis des Empfangsgerätes 9 durch die
genannte Spannung erzeugte Strom eine merkliche Größe erreichen, so würde er in
dem Feld ein Drehmoment entwickeln, durch das die Stellung der Achse 5, also die
zu übertragende Zeigerstellung geändert würde. Der Strom muß daher sehr gering gehalten
werden, was außer durch geeignete Bemessung der Spulen, insbesondere der Spule des
Gerätes 9, noch durch einen Vorschaltwiderstand fo im Stromkreise des Anzeigegerätes
9 erreicht wird. Um den Strom zu so geringer Größe herabdrücken zu können, wie er
mit technischen Wechselstromgeräten nicht mehr meßbar ist, wird er außerdem durch
einen Gleichrichter ii in Gleichstrom verwandelt. Der in dem Ausführungsbeispiel
gezeigte Gleichrichter ist nach Art eines Telephons gebaut. Die Gleichrichtung wird
dadurch erzielt, daß eine Halbwelle des Wechselstromes in dem Kreise des Galvanometers
9 mit den Zuleitungen x3, 24 22, 23 und i2 unterdrückt wird, während die andere
Halbwelle in das Galvanometer 9 gelangt. In dem Stromkreis des Galvanometers 9 liegt
bei 16 eine Unterbrechungsstelle, die durch die Tätigkeit des Gleichrichters ii
während einer Halbperiode durch einen Kontakt 17 überbrückt wird und während der
anderen Halbperiode den Strom unterbricht. Der Gleichrichter ii mit den Spulen i¢
ist über die Leitungen 12, i2', 13, 13'
an die Geberspule 7 gelegt. In dieser
Leitung liegt auch der Vorschaltwiderstand io. Die Telephonspulen 1q., die an der
in der Spule 7 erregten Spannung liegen, bewirken ein Schwingen der Membran i5 mit
der Periode des in der Spule 7 fließenden Wechselstromes. Hierdurch wird der Kontakt
i7 periodisch betätigt. Durch eine Schraube 18 kann eine den Kontakt i9 tragende
Feder ao derart verstellt werden, daß die Kontaktgabe so günstig wie möglich ist,
d. h. also, daß eine Halbwelle der Wechselspannung für den Stromkreis des Galvanometers
möglichst vollständig erfaßt wird. Damit Schließung und Unterbrechung des Stromkreises
bei 16 möglichst in den Nullpunkten der Wechselspannung vor sich gehen, darf der
Strom in den Telephonspulen 1q. gegen die Spannung der Spule 7 nicht stark in der
Phase verschoben sein. Zu diesem Zwecke ist in dem Stromkreis der Spulen 1q. der
große Widerstand io gelegt, dem somit eine doppelte Aufgabe zufällt. Statt die Telephonspulen
an die EMK der Spule 7 zu legen, kann man sie auch an die Sekundärspannung eines
Transformators 25 anschließen, wieder unter gebührender Berücksichtigung der Phasenverhältnisse.
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Die Kupplung der Achse 5, deren Stellung übertragen werden soll, mit
der zu erregenden Geberspule 7 kann in verschiedener Weise hergestellt werden. Außer
der gezeichneten starren Kupplung kann beispielsweise auch eine Bandkupplung beider
Achsen verwendet werden. Die Anordnung der Kupplung dreier beweglicher Spulen zwischen
wechselstromerregten Magnetpolen ist an sich bekannt durch eine Ausführung des Leistungszeigers
für Drehstrom ungleicher Belastung, bei der alle drei Ströme benutzt werden, so
daß das Gebergerät an sich keine Neukonstruktion, sondern nur eine geringe Abänderung
eines bereits vorhandenen Meßgerätes zu sein braucht.
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Die Anordnung der beweglichen Spule in einem Luftspalt zwischen den
Polen 9,4 des von der Spule 8 erregten Elektromagneten und einem in gebräuchlicher
Weise angeordneten festen Eisenkern 25 gestattet es innerhalb gewisser Grenzen,
die Skala des Empfangsgerätes in einen beliebigen gesetzmäßigen Zusammenhang mit
der Skala des Gebergerätes zu bringen, dadurch, daß die Breite des Luftspaltes an
verschiedenen Stellen des Feldes entsprechend verschieden groß genommen wird, was
durch geeignete Formgebung der Polflächen bewirkt wird.
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Die Angaben des Empfängergerätes dürfen nur von der Stellung der Spule
7 abhängig sein, das Wechselfeld muß also 'konstant erhalten werden. Um bei den
unvermeidlichen Schwankungen der im allgemeinen zur Verfügung stehenden Wechselspannungen
diese Konstanz zu bewahren, wird der Erregerspule 8 in an sich bekannter Weise ein
sogenannter Variator, eine Eisendrahtlampe 3o, vorgeschaltet. Eine Spannung geeigneter
Größe wird erforderlichenfalls aus der zur Verfügung stehenden Spannung durch Zwischenschaltung
eines Transformators 25 gewonnen.
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Um zu prüfen, ob die Kontaktfeder 2o des Gleichrichters ii richtig
eingestellt ist, sind Hilfsleitungen 26 und 27 oder 26' und 27 vorgesehen, welche
die Telephonspulen 1q. an die Spannung der Erregerspulen 8 oder die Sekundärspannung
des
Transformators 25 legen. Um die Probe auszuführen, muß der Anschluß der Telephonspulen
14 an die Spule 7 unterbrochen werden, was z. B. mit Hilfe eines in der Leitung
12 liegenden Schalters 28 geschieht. Nachdem dieser geöffnet ist, schließt man die
Verbindung der Spulen 14 mit der Stromquelle durch Niederdrücken einer Taste 29
in der Leitung 27, 27' und stellt die Schraube 18 auf maximalen Ausschlag des Anzeigegerätes
9 ein.
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Die sämtlichen Gerätschaften, mit Ausnahme der Fernleitungen und des
Empfängergerätes, können auf einer gemeinsamen Schalttafel angebracht werden. Diese
würde also beispielsweise das gebende Meßgerät mit der Geberspule 7 und dem zugehörigen
Magneten 24 als ein einziges Gerät enthalten, daneben den Gleichrichter ii, ferner
die Eisendrahtlampe 3o, den Vorschaltwiderstand io, den Schalter 28 und die Taste
29, gegebenenfalls auch den Transformator 25. Das Empfangsgerät 9 kann nicht nur
als Anzeigegerät, sondern auch in an sich bekannter Weise zur Steuerung für irgendein
von dem Gebergerät zu beeinflussendes Organ, Motor, Signalgeräte, benutzt werden.