DE536089C - Vorrichtung zum Vergroessern kleiner Bewegungen, bei welcher die Stroemungsgeschwindigkeit eines gasfoermigen Druckmittels durch eine Kammer durch die Bewegungen eines Auslassventils entsprechend den empfangenen Signalen geaendert wird - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vergrößern kleiner Bewegungen, insbesondere solcher Bewegungen, die durch Heine elektrische Kräfte erzeugt werden, wie sie in elektrischenApparaten verschiedenster Art auftreten. Das Ziel der Erfindung ist, eine für die Zwecke der Telegraphie verwendbare Vorrichtung der erwähnten Art zu schaffen, die einfach, widerstandsfähig, fest gebaut und wirksam im Betrieb ist.

Man kennt bereits Vorrichtungen zur Wiedergabe kleiner Bewegungen, bei denen die wiederzugebenden kleinen Bewegungen ein Auslaßventil einer dauernd mit Luft von konstantem Druck gespeisten Kammer steuern. In derartigen Einrichtungen wird die Kammer, z. B. ein Zylinder mit einem Kolben oder beweglicher Zwischenwand, ununterbrochen mit Luft von konstantem Druck gspeist. In dem Luftstrahl von einer Auslaßöffnung der Kammer befindet sich außer Berührung mit der Öffnung eine bewegliche Fahne oder eine Hemmvorrichtung, welche in dem Luftstrahl in Übereinstimmung mit den Bewegungen, die verstärkt wiedergegeben werden sollen, gesteuert wird. Die bewegliche Fahne oder die Hemmvorrichtung und die Öffnung bilden ein Auslaßventil für die Druckkammer. Das Ventil verursacht Veränderungen des Luftdruckes in der Kanuner in Überemstimmung mit den Bewegungen der Fahne. Ein Kolben oder ein anderes bewegliches ähnliches Glied wird in Übereinstimmung' mit den Druckveränderungen in der Kammer durch eine Kraft betätigt, die größer ist als die,, die notwendig ist, um die Fahne infolge der größeren Fläche zu steuern, die mit dem Kolben im Vergleich mit der Fläche der Öffnung des Auslaßventils in Übereinstimmung gebracht werden kann. Bei diesen Vorrichtungen sind jedoch die Bewegungen, obgleich sie mit verstärkter Kraft wiedergegeben werden, nicht zum Steuern von Telegraphenschreibern oder von telegraphischen Relaiskontakten geeignet. Die Erfindung sieht eine Vorrichtung vor, bei der derartige Bewegungen, die beispielsweise entsprechend den empfangenen Telegraphensignalen einem Steuerorgan erteilt werden, vergrößert wiedergegeben werden und dadurch zum Steuern eines Heberschreibers oder einer Kontaktzunge zum Übertragen der Signale geeignet sind.

Gemäß vorliegender Erfindung ist der Apparat für die Verstärkung kleiner Bewegungen, bei welchem die Strömungsflüssigkeit eines gasförmigen Fluidums durch eine Kammer durch die Bewegungen eines Auslaßventils in Über-

einstimmung mit den empfangenen Signalen geändert wird, um entsprechend dem verstärkten Druck in der Kammer Veränderungen an einem beweglichen Glied zu bewirken, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Zylindern mit größer werdendem Durchmesser, die mit Luft unter konstantem Druck gespeist werden und in Kaskade angeordnet sind. Der Kolben des einen Zylinders steuert eine in dem Auslaßstrom des nächsten Zylinders liegende Fahne, und der Kolben des letzten Zylinders wirkt auf einen Telegraphenschreiber oder Relaiskontakte über Bewegungsvergrößerungsvorrichtungen ein. Bei dieser Anordnung werden die hintereinander aufgestellten Zylinder entweder mit größer werdendem Durchmesser ausgeführt und sämtlich mit gleichem Druck gespeist, oder sämtliche Zylinder werden mit gleichem Durchmesser ausgeführt und der Reihe nach mit zunehmendem Druck gespeist.

Gemäß einem untergeordneten Kennzeichen der Erfindung werden die Kolben in den Zylindern derart angeordnet, daß sie darin beweglich, aber außer gleitender Berührung damit sind. Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal bildet eine elastische Zwischenwand die eine Wand der Kammer. Dieselbe bewegt sich entsprechend den Druckveränderungen in der Kammer und bildet den Kolben eines Zylinders. Verstärker dieser Art können beispielsweise in der Telegraphie Verwendung finden, um die kleinen Bewegungen, die durch ankommende* schwache Signale erzeugt werden, vergrößert bzw. verstärkt wiederzugeben. Die vergrößerte bzw. verstärkte Bewegung wird dann dazu benutzt, unmittelbar oder mittelbar, z. B. durch Einschaltung eines oder mehrerer mechanischer oder elektrischer Relais oder sonstiger Ver-. Stärkungsvorrichtungen, Apparate zum Aufzeichnen, Weitersenden oder Hörbarmachen der empfangenen Signale zu steuern.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt.

Es zeigen Abb. 1 eine Seitenansicht, Abb. 2 einen Grundriß und

Abb. 3 und 4 Stirnansichten einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern eines Heberschreibers eines Telegraphenapparates.

Abb. 5 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Druckmittelzylinder.

Abb. 6 zeigt schaubildlich den Heberschreiber und den unmittelbar auf ihn einwirkenden Teil des Druckmittelverstärkers.

Abb. 7 und 8 zeigen schematisch abgeänderte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bei der in Abb. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform sitzen drei mit einem Druckmittel gespeiste Zylinder a. auf einer Druckmittelkammer b, der das Druckmittel bei c zugeführt wird und die von einer hohlen Grundplatte d getragen wird. Der Boden der Druckmittelkammer wird durch eine Platte e gebildet, die an Ort und Stelle festgelötet ist. Jeder der Zylinder α ist mit einem verschiebbaren Kolben g (Abb. 5) ausgerüstet. Der Raum zwischen dem Kolben, der ZyHnderstirnwand und der Ringwand des Zylinders bildet eine Kammer a², die mit der Druckmittelkammer b durch einen Kanal h in Verbindung steht, in dem eine Düse i abnehmbar sitzt. In der Stirnwand al· des Zylinders ist eine Druckmittelauslaßdüse / vorgesehen, durch die hindurch das Druckmittel aus der Kammer a² entweicht.

Zwischen den Polen NS eines Elektromagneten η ist eine von den ankommenden Stromimpulsen durchflossene Spule« frei drehbar aufgehängt. Im Innern der Spule liegt ein Eisenkern η¹. Die Spule m stellt den primär beweglichen Körper dar, dessen Bewegung verstärkt wiedergegeben werden soll. Mit der Spule ist eine Platte oder Fahne k drehbar, deren freies Ende sich in die Bahn des aus der Düse / austretenden Druckmittelstrahles erstreckt. Die Spule m ist an zwei Fäden 0 aufgehängt und steht unter dem Einfluß einer Feder ml·, die das Bestreben hat, die Spule in ihrer Mittellage zu halten.

Der Kolbeng besitzt eine Kolbenstanger, deren freies Ende mit einem Drosselorgan s versehen ist, das die Form einer Scheibe hat. Die Scheibe ist mittels einer Hülse s¹ an der Kolbenstange befestigt. Das Drosselorgan s des ersten Kolbens liegt gegenüber der Düse j des zweiten Zylinders a, dessen Kolben wiederum mit einer Kolbenstange r versehen ist, die ein Drosselorgan s trägt, das gegenüber der Düse j des dritten Zylinders α liegt. Der Kolben des dritten Zylinders besitzt ebenfalls eine Kolbenstange r, auf deren freiem Ende ein dem Drosselorgan s ähnliches Organ t sitzt, das als Widerlager für das freie Ende einer Stoßstangen dient, deren anderes Ende an dem Mittelteil eines bewegungvergrößernden Hebels υ angreift. Dieser Hebel ist um ein festes Stützlager w beweglich, mit dem er durch eine Blattfeder χ verbunden ist, deren Enden an dem Hebel bzw. dem Stützlager befestigt sind. Eine Feder y hält den Hebel ν durch die Stoßstange u in enger Verbindung mit dem Widerlager t. Das freie Ende des Hebels ν ist durch einen Faden 1 (Abb. 6) mit einem Hebelarm 2 verbunden, der an einer senkrechten Spindel 3 befestigt ist, die den Sattel 4 trägt, welcher üblicherweise zum Stützen des Hebers 5 eines gewöhnlichen Heberschreibers benutzt wird. Eine Feder 2^a ist mit dem Hebelarm 2 verbunden und hält normalerweise den Heber in seiner normalen Mittellage. 6 ist das Farbgefäß für den Heber und 7 eine Rolle, über die ein Streifen 8 läuft, auf

dem die Telegraphensignale durch den Heber in der üblichen Weise aufgezeichnet werden.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel haben die hintereinander angeordneten Zylinder α und die in diesen liegenden beweglichen Kolben g von links nach rechts zunehmenden Innen- bzw. Außendurchmesser, und Luft gleichen Druckes wird jedem der Zylinder zugeführt, so daß die von den aufeinanderfolgenden Kolben ausgeübte Kraft im Wert zunimmt. Man könnte aber auch die Zylinder α und die Kolben g mit gleichem Innen- bzw. Außendurchmesser ausführen und Luft mit jeweils zunehmendem Druck den verschiedenen Zylindern zuführen. Die Vorrichtung ist im Gleichgewicht, wenn bei dauernder Speisung aller Zylinder a mit einem unter konstantem Druck stehenden Druckmittel dieses aus allen Düsen / mit gleichbleibender Geschwindigkeit austritt und die Platte oder Fahne k, die Drosselorgane s und das Widerlager t in einer Mittellage verharren. Die Austrittsgeschwindigkeit desDruckmittels aus den Düsen / ist an sich abhängig von dem Druck des den Zylindern α zugeführten Druckmittels und der Große der Düsenöffnungen. Wenn ein Telegraphensignal oder Stromimpuls von der Spule m empfangen wird, dreht sich diese. Dadurch wird die Platte k je nach der Art des empfangenen Signals entweder nach der ihr zugeordneten Düse j hin oder von dieser Düse wegbewegt. Die Geschwindigkeit des aus der Düse / austretenden Luftstromes wird dadurch mehr oder weniger gedrosselt, und hierdurch wird wiederum in dem Zylinder ein sich ändernder Druck erzeugt, welcher bewirkt, daß der Kolben g, je nach der Art des empfangenen Signals, sich nach rechts oder nach links bewegt und sein Drosselorgan s veranlaßt, auf die aus der Düse / des zweiten Zylinders α ausströmende Druckluft in gleicher Weise einzuwirken, wie dies die Platte k bezüglich der aus der Düse / des ersten Zylinders α ausströmenden Luft getan hat. Der Kolben des zweiten Zylinders bewegt sich infolgedessen in gleicher Weise nach rechts oder links, dadurch sein Drosselorgan s veranlassend, in entsprechender Weise auf die aus der Düse j des dritten Zylinders auströrnende Druckluft einzuwirken. Der Kolben des letzten Zylinders bewegt infolgedessen entweder den bewegungvergrößernden Hebel ν durch das Widerlager t und die Stoßstange« nach rechts, so daß das Aufzeichnungsende des Hebers 5 in einer Richtung auf dem Aufzeichnungsband 8 entgegen der Wirkung der Federn y und 2^Λ bewegt wird, oder er gestattet, daß sich der Hebel ν unter der Wirkung der besagten Federn nach links bewegt, so daß sich das freie Ende des Hebers 5 in der entgegengesetzten Richtung auf dem Aufzeichnungsbande bewegt.

Damit sich die Kolben g derart frei in ihrem Zylinder α hin und her bewegen können, daß die gleitende Reibung praktisch wegfällt, wird der Außendurchmesser jedes Kolbens etwas kleiner gemacht als der Innendurchmesser des zugeordneten Zylinders, beispielsweise 0,02 mm kleiner im Durchmesser, und die Zylinder werden von ihrer Kolbenstange r in den oberen Enden zweier Blattfedern 9 und g^a derart getragen, daß sie die Innenfläche des Zylinders nicht berühren.

Bei der Ausführungsform der Abb. 7 ist der Kolben des Zylinders α mit dem einen Ende eines Stückes aus uiidehnbarem, biegsamem Material, beispielsweise dem einen Ende eines Seidenfadens 10, verbunden, dessen anderes Ende bei 11 befestigt ist. Etwa mit der Mitte xo^a des Seidenfadens 10 ist das eine Ende eines zweiten Stückes aus undehnbarem, biegsamem Material verbunden, dessen anderes Ende bei 13 befestigt ist. Mit einem Zwischenpunkt X2^a des Stückes 12 ist ein Ende eines ebenfalls aus undehnbarem, unbiegsamem Material bestehenden Stückes 14 verbunden, dessen anderes Ende an dem einen Arm eines zweiarmigen Hebels 15 befestigt ist, der den Heberschreiber 5 trägt und an dessen anderen Arm eine Feder 16 angreift. Der Heber könnte auch von einer zweifädigen Aufhängung durch einen Stift getragen werden^ der mit dem geraden Seidenfaden'14 verbunden ist. Die Anordnung ist derart, daß unter der Wirkung der Feder 16 oder der zweifädigen Aufhängung, jeder der Seidenfäden 10 und 12, wie gezeigt, in einer solchen gebogenen oder winkligen Lage gehalten wird, daß der Heber normalerweise in seiner Mittellage liegt. Durch die Bewegung der Platte k diesseits oder jenseits ihrer Mittel- oder Normallage gegenüber der Auslaßdüse / des ersten Zylinders α entsprechend den empfangenen elektrischen Signalen oder Impulsen werden dann der Kolben g· in der oben beschriebenen Weise diesseits oder jenseits ihrer Mittellagen bewegt, so daß sich durch die bewegungvergrößernden Mittel, welche durch die Seidenfäden 10 und 12 gebildet werden, eine vergrößerte Bewegung des Hebers 5 diesseits oder jenseits seiner Mittellage auf dem Band 8 ergibt.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen werden die Abmessungen der durch das Primärorgan, beispielsweise die Platte k, gesteuerten Druckmittelkammer«² und der Auslaß dieser Kammer, nämlich die Düse/, üblicherweise sehr klein gehalten. Der Durchmesser der Kammer kann beispielsweise 2,5 cm sein, der axiale Abstand zwischen der Zylinderstirn' wand und der Kolbenstirnwand, falls die letztere dem Luftdruck unterworfen ist, etwa 0,8 mm und der Durchmesser des Luftdurchtritts der Auslaßdüse etwa 0,25 mm, so daß der Flächenquerschnitt der Durchtrittsöffnung der Auslaß-

düse zu demjenigen des Kolbens in einem Verhältnis von ι: io ooo steht. Wenn mehrere Druckmittelverstärker verwendet werden, können die Durchmesser ihrer verschiedenen Kammern «² beispielsweise in einem Verhältnis von 1:1,25:1,5 stehen, falls der Druck der jeder Kammer zugeführten Luft konstant ist. Der Speisedruck des verwendeten Druckmittels, nämlich Druckluft, wird dann etwa zu o,2ikg/cm² gewählt. Die beiden Seidenfaden 10 und 12 können je 15 cm lang sein. Man kann die Abmessungen der verschiedenen Teile jedoch ändern, je nach der Periode und der Bewegungsamplitude des primär beweglichen Körpers und der gewünschten Verstärkung.

Das freie Ende des Hebels ν der Abb. 1 bis 6

kann zum Weitergeben schwach empfangener Signale so angeordnet sein, daß es, wie in Abb. 8 gezeigt, zwischen zwei Kontakten 17 und 18

ao eines elektrischen Relais arbeitet.

An Stelle der Kolben g kann man die Kammern a² mit einer nachgiebigen Trennungswand versehen. Diese Trennungswand, welche den Kolben, die Kolbenstange und das Drosselorgan ersetzen kann, wird zweckmäßig flach konisch oder konvex ausgeführt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Vergrößern kleiner Bewegungen, bei welcher die Strömungsgeschwindigkeit eines gasförmigen Druckmittels durch eine Kammer durch die Bewegungen eines Auslaßventils entsprechend den empfangenen Signalen geändert wird, um entsprechend vergrößerte Druckänderungen in der Kammer auf ein bewegliches Organ auszuüben, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl Zylinder wachsenden Durchmessers, die mit Luft, unter konstantem Druck gespeist werden, in Kaskade geschaltet sind, der Kolben des einen Zylinders eine in dem Auslaßstrom des nächsten Zylinders liegende Fahne steuert und der Kolben des letzten Zylinders auf einen Telegraphenschreiber oder Relaiskontakte über Bewegungsvergrößerungsvorrichtungen einwirkt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser jedes Steuerkolbens etwas kleiner ist als der Innendurchmesser seines Zylinders und jeder Kolben mittels seiner Kolbenstange von den freien Enden eines Blattfederpaares derart getragen wird, daß er nicht in unmittelbare Berührung mit der Zylinderwand kommt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastische Zwischenwand die eine Wand der Kammer bildet und sich entsprechend den in dieser erzeugten Druckschwankungen des Druckmittels bewegt, um die Bewegungsvergrößerungsvorrichtung zu steuern.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen