DE526272C

DE526272C - Elektrisches Fernzeigersystem fuer Gleichstrom mit einem Spannungsteiler als Geber und einer in einem Magnetfeld drehbaren Spule als Empfaenger

Info

Publication number: DE526272C
Application number: DEN30337D
Authority: DE
Original assignee: Neufeldt & Kuhnke GmbH
Current assignee: Neufeldt & Kuhnke GmbH
Priority date: 1929-05-08
Filing date: 1929-05-08
Publication date: 1931-06-04

Description

AUSGEGEBEN AM 4. JUNI 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 526 272 , KLASSE 74 c GRUPPE

Neufeldt & Kuhnke G.m.b.H. in Kiel

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Mai 1929 ab

Bekanntlich werden schädliche Reibungskräfte bei Maschinen dadurch aufgehoben, daß der ruhende Teil (z. B. Lager) senkrecht zur Bewegungsrichtung des beweglichen Teiles (z. B. Kolben, Welle) in eine dauernde drehende oder schwingende Bewegung versetzt wird (vgl. Patent 318 022). Die Erfindung bezweckt die Anwendung dieser Erkenntnis bei Gleichstromfernzeigern mit einem Spannungsteiler als Geber und einer in einem Magnetfeld drehbaren Spule als Empfänger, bei welchen infolge des Widerstandes der Fernleitungen die zur Überwindung der am Empfänger auftretenden schädliehen Reibungskräfte notwendige Energie nicht übertragen werden kann.

Gemäß der Erfindung wird dem Gleichstrom des Fernzeigersystems Wechselstrom überlagert, der seiner Frequenz entsprechend den beweglichen Teil (Anker) in Schwingungen versetzt, so daß die Einstellbewegung dieses Teiles reibungsfrei erfolgt. Häufig wird hierfür ein schwacher Wechselstrom bereits genügen.

Wird als Empfänger ein in einem Magnetfeld drehbares Kreuzspulensystem benutzt, dann kann erfindungsgemäß die Wechselstromüberlagerung mit Hilfe eines in die gemeinsame Zuleitung zu den Kreuzspulen gelegten Transformators erfolgen. Ferner können die Speisestellen für Gleichstrom und Wechselstrom miteinander vertauscht werden. Als vorteilhaft erweist es sich weiterhin, den Wechselstrom und Gleichstrom gleich stark zu wählen. Begründet liegt dies darin, daß dann die Spulengleichstromfelder und Spulenwechselstromfelder sich so zusammensetzen, daß Pendelungen des Empfängerfeldes um + 45° entstehen und damit auch bei trägen Ankern und großen Reibungskräften die notwendigen kleinen mechanischen Pendelungen der Drehachse des Ankers erreicht werden.

Da bei gleichmäßiger Verteilung der Wechselstromfelder auf die beiden Kreuzspulen Stellungen des Ankers möglich sind, bei denen Wechselstromfeld und Gleichstromfeld die gleiche Richtung haben und das überlagerte Wechselstromfeld nur eine Schwankung der Richtkraft des Gleichstromfeldes, aber keine mechanischen Pendelungen des Kreuzspulankers hervorrufen würde, so sind nach dem weiteren Gegenstand der Erfindung bei Kreuzspulenempfängern die Wirkungen der Spulengleichstromfelder und der Spulenwechselstromfelder in den Empfängerspulen um 90 ° gegeneinander zu versetzen, so daß ζ. B. bei größtem Gleichstrom in der einen Spule der Wechselstrom in dieser Spule am kleinsten und in der anderen Spule sodann der Gleichstrom am kleinsten, der Wechselstrom am größten ist.

Bei Verwendung eines aus zwei parallelen Widerständen zusammengesetzten Spannungsteilers, z. B. in Kreisanordnung, wird zu diesem Zwecke die Wechselstromquelle zwischen

die Mitten der beiden Widerstände des Spannungsteilers gelegt und die gemeinsame Zuleitung zu den Kreuzspulen mit der Mitte der Wechselstromquelle verbunden. Wird als Geber nur ein Spannungsteiler verwendet, so wird die Wechselstromquelle (Transformator, Selbstunterbrecher ο. dgl.) zwischen Mitte der Gleichstromquelle und Mitte des als Geber dienenden Spannungsteilers geschaltet ίο und an die Mitte der Gleichstromquelle die gemeinsame Zuleitung zu den Kreuzspulen angeschlossen. Die Mitte der Kreuzspulen kann auch an die Mitte der Empfängerfeldwicklung geschaltet sein, wenn diese von der gleichen Batterie wie der Spannungsteiler gespeist wird. Dann kann die obenerwähnte Fernleitung an die Mitte der Kreuzspulen fortfallen, ohne daß an der erfindungsgemäßen Wirkung etwas geändert wird. Derartige Schaltungen wird man wählen, wenn auf der Geberstelle eine Wechselstromquelle zur Verfugung steht. Befindet sich diese jedoch auf der Empfangsstelle, so benutzt man vorteilhaft zur Erzeugung der um räumlich 90 ° gegeneinander versetzten Wirkungen der Spulengleich- und Spulenwechselstromfelder am Empfänger zwei wechselstromgespeiste Hilfspole, deren Feld senkrecht zum konstanten Magnetfeld des Empfängers verläuft. Der am Empfänger vorgesehene Zeiger kann derart auf seiner Achse angeordnet oder in sich schwingungsfähig ausgebildet und ihm gegenüber der Überlagerungsfrequenz, z. B. durch Trägheitserhöhung, eine solche Eigenschwingungszahl gegeben werden, daß er beim Vibrieren des Spulensystems stillsteht. Hierdurch wird die Ablesegenauigkeit erhöht, die sich insbesondere für Empfänger mit kleinen Skalenteilen als notwendig erweist.

In der Zeichnung zeigt Abb. 1 als Ausführungsbeispiel für die Erfindung ein Fernzeigersystem mit einem gewöhnlichen Drehspulinstrument als Empfänger. Die Abb. 2 und 2b zeigen beispielsweise Geberschaltungen, die zum Betrieb eines Kreuzspulenempfängers nach Abb. 2a entsprechend der der Erfindung zugrunde liegenden neuen Erkentnis benutzt werden können. In Abb. 3 ist zur Erklärung der Wirkungsweise eines Fernzeigersystems nach Abb. 2 bis 2b ein Diagramm für das Zunehmen und Fallen des Gleich- und Wechselstromes in den Kreuzspulen bei Drehung des Gebers dargestellt.

Bei einem Fernzeigersystem nach Abb. 1 ist auf der Geberstelle G ein Spannungsteiler ι angeordnet, an dessen Enden eine Batterie 2 angeschlossen ist. Von einem Gleitkontakt 3 des Spannungsteilers 1 führt eine Fernleitung 4 zu einem Drehspulinstrument 5 der Empfangsstelle E. Das Drehspulinstrument 5 ist ferner durch eine Fernleitung 6 mit einem Ende des Spannungsteilers ι verbunden. In dieser Fernleitung liegt ein von einer Wechselstromquelle 7 gespeister Transformator 8 (oder die Sekundärwicklung eines Selbstunterbrechers). Durch den mit Hilfe des Transformators 8 dem Gleichstrom überlagerten Wechselstrom wird der Anker des Drehspulinstrumentes 5 in dauernde Vibration versetzt und dadurch dessen Reibung vermindert bzw. aufgehoben.

Gemäß Abb. 2 befindet sich auf der Geberstelle G ein aus zwei parallelen Widerständen 9 und ι ο zusammengesetzter Spannungsteiler 11 in Kreisanordnung. An die miteinander verbundenen Enden der beiden Widerstände 9 und 10 ist eine Batterie 12 angeschlossen, während ihre Mitten durch die Sekundärwicklung 13 eines Transformators 14 miteinander verbunden sind, der durch eine Wechselstromquelle 15 gespeist wird. Zwei gegeneinander isolierte und um 90° gegeneinander versetzte Schleif bürsten a, b des Spannungsteilers 11 werden mit entsprechenden Enden α und b eines Kreuspulenempfängers E gemäß Abb. 2a durch Fernleitungen verbunden, während von der Mitte 0 der Sekundärwicklung 13 des Transformators 14 eine Fernleitung zu der Verbindungsstelle 0 der Kreuzspulen des Empfängers E führt.

Bei der in Abb. 2b dargestellten Geberschaltung, in der zur Erhöhung der Übersichtlichkeit der Spannungsteiler 16 nicht in Kreisanordnung dargestellt ist, erfolgt die Wechselstromüberlagerung mittels eines zwischen die Mitte des Spannungsteilers 16 und der Batterie 17 geschalteten Transformators 18. Die gegeneinander isolierten und um 90 ° gegeneinander versetzten Schleif bürsten a und b des Spannungsteilers werden dann wieder mit den Anschlüssen α und b eines Kreuzspulenempfängers E gemäß Abb. 2a durch Fernleitungen verbunden, während die Verbindungsstelle 0 der beiden Kreuzspulen durch eine Fernleitung an die Mitte 0 der Batterie 17 angeschlossen wird.

In Abb. 3 zeigen die ausgezogenen Kurven a_g und b_g die Gleichstromverteilung in den Spulen a, 0 und b, 0 des Empfängers, die gestrichelten Kurven a_w und b_w die Wechselstromverteilung für einen bestimmten Zeitpunkt. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit des Diagramms ist die Stärke des Wechselstromes verschieden (kleiner) von der des Gleichstromes angenommen.

In der gezeichneten Stellung (Abb. 2 und 2a) hat der Gleichstrom durch die Spule a, 0 den Wert Null, durch die Spule b, 0 sein Maximum, der Wechselstrom durch die

Spule α, ο sein Maximum und durch die Spule b, ο den Wert Null. Bei Rechtsdrehung der Schleifbürsten α und b ergibt sich dann die in Abb. 3 dargestellte Stromverteilung cig, bg und a_w, b_w in den Spulen α, ο und b, 0. Hierbei bleibt mithin die Wirkung des Spulenwechselstromfeldes in diesem Zeitpunkt hinter der Wirkung des Spulengleichstromfeldes immer um räumlich 90 ° zurück, ίο Bei Linksdrehung der Schleifbürsten α und b ergibt sich ein umgekehrter Kurvenverlauf.

Claims

Patentansprüche:

i. Elektrisches Fernzeigersystem für Gleichstrom mit einem Spannungsteiler als Geber und einer in einem Magnetfeld drehbaren Spule als Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Lagerreibung der drehbaren Spule dem Gleichstrom Wechselstrom überlagert wird.
2. Fernzeigersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom und der überlagerte Wechselstrom angenähert gleich stark gewählt sind.
3. Fernzeigersystem nach Anspruch 1 oder 2 mit einem in einem Magnetfeld drehbaren Kreuzspulensystem als Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstrom dem Gleichstrom in der gemeinsamen Zuleitung zu den Kreuzspulen überlagert wird.
4. Fernzeigersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisestellen für Gleichstrom und für Wechselstrom miteinander vertauschbar sind.
5. Fernzeigersystem nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 mit einem in einem Magnetfeld drehbaren Kreuzspulensystem als Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungen der Spulengleichstromfelder und der Spulenwechselstromfeider räumlich um 90 ° gegeneinander versetzt sind.
6. Fernzeigersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromquelle zwischen die Mitten von zwei parallelen, einen Spannungsteiler bildenden Widerständen gelegt ist.
7. Fernzeigersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromquelle (Transformator, Selbstunterbrecher o, dgl.) zwischen Mitte der Gleichstromquelle und Mitte des als Geber dienenden Spannungsteilers geschaltet ist.
8. Fernzeigersystem nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit Wechselstrom gespeiste Hilfspole senkrecht zum konstanten Magnetfeld des Empfängers angeordnet sind.
9. Fernzeigersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der am Empfänger vorgesehene Zeiger gegenüber der Überlagerungsfrequenz eine solche Eigenschwingungszahl besitzt, daß er die Vibrationen des Empfängerankers nicht mitmacht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen