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Anordnung zur Übertragung der Stellung eines beweglichen Organs Zur
Fernübertragung der Stellung eines beweglichen Organs, z. B. der Stellung des Zeigers
eines Meßinstrumentes, sind bereits Einrichtungen bekannt, bei welchen periodisch
ein Signal gegeben wird, dessen Dauer von der Stellung des beweglichen Gliedes abhängt.
Während der Dauer des Signales, das durch einen Sender beliebiger Art als Stromschluß,
Stromunterbrechung oder Stromänderung erzeugt und drahtlos oder unter Verwendung
einer Leitung übertragen wird, wird ein Empfänger betätigt und dadurch ein gewünschter
Arbeitsvorgang ausgelöst oder eine Verlagerung in- der Anzeigevorrichtung vorgenommen,
deren- Größe als Maß für die Stellung des Gebegliedes an der Sendestelle dient.
Zur Erzeugung des Signales, dessen Dauer der Stellung des beweglichen Organs entspricht,
wurden umlaufende Tastorgane verwendet, mit deren Hilfe das Signal unterbrochen
wurde, sobald sie das Organ, dessen Stellung gemeldet werden soll, berührten.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Bewegungsrichtung des
periodisch über die Bahn des Gebegliedes bewegten Tastorgans bei der Kontaktgabe
mit dem Gebeglied zu verändern und das T astorgan in die Ruhelage zurückzuführen.
Die bekannte Anordnung arbeitet mit Hilfe von Klinkwerken. Es läßt sich bei diesen
Einrichtungen kaum erreichen, daß die Trägheit der in Bewegung zu setzenden Massen
an Sende- und Empfangsstelle sowie die Reibungsverhältnisse derart gleich sind,
daß die Bewegungen des Abtastzeigers und des Schreibzeigers am Empfangsort wirklich
miteinander übereinstimmen. Ferner bewegen sich beide Zeiger ruckweise entsprechend
der Verzahnung der Klinkwerke. Diese Nachteile werden beim Gegenstand der vorliegenden
Erfindung dadurch vermieden, daß man die periodische Bewegung des Abtastorgans durch
Ankuppeln des Abtastorgans an eine dauernd umlaufende Welle zu Beginn der Meßperiode
und Entkuppeln bei der Kontaktgabe am Gebeglied herbeiführt. Nach der Kontaktgabe
wird in bekannter Weise die Bewegungsrichtung des Abtastorgans verändert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abb. z dargestellt.
Als Beispiel für das Meßwerk ist ein Wattmeter I dargestellt, das über einen Stromwandler
W1 und einen Spannungswandler LV. an die Leitungen N
eines Hochspannungsnetzes
angeschlossen ist. Der Zeiger Z_ des Meßwerkes spielt über einer Skala und kann
durch Herunterlassen eines Fallbügels B in seiner augenblicklichen Stellung festgehalten
werden. Außer dem Meßwerkzeiger Z ist noch ein Wanderzeiger
Z",
vorhanden, der- im Ruhezustand durch eine Feder F am Anschlag A gehalten wird und
der so bemessen ist, daß er sich auch bei fallengelassenem Bügel unter dem Bügel
drehen kann. Am Ende der Achse dieses Wanderzeigers ist eine Magnetkupplung
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angeordnet, die durch eine Spule S.. erregt wird. Mit der Kupplung ist
ein HebelwerkP verbunden, das beim Anziehen der Magnetkupplung den Fallbügel herunterdrückt.
Durch die Magnetkupplung wird die Achse des Wanderzeigers mit einem Antrieb gekuppelt,
der mit konstanter Geschwindigkeit läuft. Dieser kann, wie in der Zeichnung angedeutet,
aus einem Gleichstrommotor G, der von der Stromquelle Q gespeist wird, einer Fliehkraftkupplung
G und einem Rädergetriebe R zur Einstellung einer geeigneten Umlaufsgeschwindigkeit
bestehen. Durch das Rädergetriebe wird gleichzeitig eine Kontaktscheibe K gedreht,
Eine mit einem Pol von Q verbundene Bürste schleift auf' einem Schleifring, mit
dem ein Kontaktsegment K, verbunden ist, das mit der zweiten Bürste Kontakt macht.
Sobald der Kontakt bei Ks zustande kommt, wird die Arbeitsspule S eines Relais erregt,
über +Q, S, K, -Q, so daß die Kontakte K, und 1(2 dieses Relais geschlossen werden.
Über diese Kontakte wird ein Sender D eingeschaltet. Der Sender kann verschieden
ausgebildet sein. Es kann z. B. Gleichstrom über eine Leitung geschickt werden,
oder es kann ein Telephoniesender mit einer Niederfrequenz moduliert werden, die
zur Auslösung des Empfängers dient. Gleichzeitig wird über die Kontakte 1i und K2
ein Stromkreis für die Spule Sm der Magnetkupplung und ein Kreis für die
Haltewicklung H des Relais geschlossen. Der letzte Stromkreis verläuft vom Minuspol
über K2, die Rückstellfeder F und die Achse des Zeigers Z"" über diesen Zeiger und
seinen Kontakt K, durch die Haltewicklung H und den Kontakt K1 zum Pluspol der Stromquelle.
Durch die Erregung der Spule Sm wird die Magnetkupplung eingerückt, wobei der Fallbügel
herunterfällt und den Zeiger Z festlegt. Gleichzeitig wird entgegen der Kraft der
Feder F der Wanderzeiger vom Anschlag aus mit gleichförmiger Geschwindigkeit in
Bewegung gesetzt, bis beim Auftreffen auf den Zeiger Z der Kontakt KZ geöffnet wird.
Dadurch wird die Haltewicklung H stromlos, und das Relais fällt ab, weil inzwischen
das Kontaktsegment 1s unter der zugeordneten Bürste hinweggewandert ist. Durch -das
Abfallen des Relaisankers wird der Sender und die Spule der Magnetkupplung abgeschaltet,
so daß der Wanderzeiger mit Hilfe der Feder F zu seinem Anschlag A zurückgeführt
wird. Der Geber befindet sich dann wieder in der Ruhelage, und der Zeiger Z kann
sich neu einstellen, da beim Auslösen der Magnetkupplung der Fallbügel B wieder
gehoben wurde.
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In Abb.2 ist ein Empfänger dargestellt, der von den Impulsen gesteuert
wird, welche die Einrichtung nach Abb. i liefert. Mit S ist die Spule eines Relais
bezeichnet, das so lange unter Strom steht, als der Sender D Strom aussendet. Während
dieses Zeitraumes ist der Kontakt K des Relais geschlossen, so daß die Magnetspule
S,n einer magnetischen Kupplung 111 unter Strom steht. Die Antriebsachse der magnetischen
Kupplung wird von einem mit gleichmäßiger Geschwindigkeit umlaufenden Antrieb F
dauernd gedreht. Beim Einrücken der Magnetkupplung wird die Achse einer Schreibfeder
T ergriffen und gegen die Kraft einer Feder F gedreht, bis die Spule S stromlos
wird und den Kontakt K unterbricht. - Hierauf wird die Schreibfeder T durch die
Feder F in die Ruhelage zurückgeführt.
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Bei: der Fernmessung von Wirk- und Blindleistungen kann die beschriebene
Anordnung nacheinander zur Übertragung der Meßwerte beider Art benutzt werden. Es
ist hierzu nur nötig, z. B. die Spannungsspule des Wattmeters einmal mit einem Ohmschen
Vorwiderstand und das zweitemal mit einem rein induktiven Vorwiderstand in Reihe
zu schalten. Diese Umschaltung kann durch die Kontaktscheibe (Abb. i) vorgenommen
werden. Der Empfänger schreibt dann abwechselnd die Wirk- und die Blindleistung
auf, und um diese beiden Niederschriften klar voneinander zu trennen, kann man in
bekannter Weise eine der beiden Angaben verschieden oft hintereinander aufzeichnen
lassen. Es kann natürlich von demselben Geber auch hintereinander eine Reihe ganz
verschiedener Meßwerte übertragen werden, wobei man auf der Empfängerseite dann
zweckmäßig ein Fortschaltewerk verwendet, das nacheinander verschiedene Schreibwerks
einschaltet.
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Man kann z. B. verschiedene Meßwerte nacheinander mit Hilfe von Wechselstrom
verschiedener Frequenz auf ein Empfängerwerk übertragen, das alle Meßwerte auf Papier
aufschreibt, wobei zweckmäßig in Abhängigkeit von der Frequenz eine Mehrfachfarbwalze,
*je sie bei Temperaturschreibern üblich ist, umgeschaltet wird, damit die Aufzeichnungen
für die verschiedenen Meßwefte deutlich voneinander verschieden sind.
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Bei der beschriebenen Empfängereinrichtung wird die Schreibfeder eingestellt,
bis ihre Stellung der Stellung des Meßwerkzeigers Z (Abb. i) entspricht, um dann
zur Ruhelage zurückzukehren. Zweckmäßig wendet man daher beim Empfänger zwei einsteilbare
Glieder
an und hält das eine in der Anzeigelage fest, während das andere auf die neue Einstellung
gebracht wird. Die letzte Einstellung ist dann jederzeit feststellbar. Dies ist
z. B. bei Tintenschreibern sehr vorteilhaft, weil man auf diese Weise das dauernde
Hinundhergehen der Schreibfeder vermeiden kann. Die Feder braucht sich nur umzustellen,
wenn sich die Stellung des Meßwerkzeigers beim Geber geändert hat. Dies kann z.
B. mit einem an sich bekannten Meßwerk mit Doppelfallbügel erreicht werden.
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Abb. 3 zeigt, wie eine solche Anordnung eingerichtet werden kann.
Die Anordnung ist ähnlich der Empfangsanordnung nach Abb. 2. Das Schreibwerk besteht
aus einer Schreibfeder T, deren Achse über eine Feder F3 mit geringer Richtkraft
mit der Achse eines Zeigers Z1 verbunden ist. Über der Schreibfeder T spielt ein
Fallbügel B2 und unter dem Zeiger 7_1 ein Fallbügel B, In der Ruhelage wird ein
Hammer V durch eine Feder F4 hochgehalten, so daß der Fallbügel B2 von T abgehoben
ist. Die Schreibfeder T wird dann durch die Feder Fg senkrecht über den Zeiger Z1
eingestellt. Beim Eintreffen des Signalstromes wird die SpuleS erregt, schließt
den Kontakt K und zieht den Hammer h nach unten. Dadurch wird zu-. nächst der Fallbügel
B2 heruntergelassen und die Schreibfeder T festgehalten. Darauf wird der Fallbügel
B1 vom Zeiger Z1 abgehoben, so daß der Zeiger Z1 frei wird. Durch die Richtkraft
der Feder F wird Z1 zur Nulllage zurückgezogen, bis er den Kontakt U berührt. In
diesem Augenblick wird ein Stromkreis geschlossen für die Spule Sm der Magnetkupplung
M vom positiven Pol der Stromquelle Q über die Spule S,", Feder F, Zeiger Zi, Kontakt
U zum negativen Pol der Stromquelle. Die Spule schaltet die Magnetkupplung ein und
zieht ihren Anker an, so daß über Kontakt Kh ein Haltestromkreis zustande kommt
vom positiven Pol der Batterie über die Wicklung der Spule, ihren Haltekontakt KI"
den Kontakt K zum negativen Pol der Batterie. Der Zeiger Z1 wird von der Magnetkupplung
mitgenommen, bis der Stromzufluß zur Spule S aufhört und damit das Hämmerchen V
den Fallbügel B1 auf Z1 fallen läßt und den Kontakt K unterbricht. Der Zeiger Z1
steht jetzt auf der neuen Einstellung und bleibt dort stehen. Nachdem der Zeiger
Z1 festgelegt ist, hebt der Hammer denFallbügel B2 von der Schreibfeder ab, und
diese stellt sich mit Hilfe der Feder F, über die neue Stellung des Zeigers Z1.
Die Schreibfeder T wird also nur ihre Stellung verändern, wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Übertragungen der Zeiger Z an der Geberstelle seine Lage verändert hat.
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Um zu vermeiden, daß die Kupplung beim zufälligen Berühren des Kontaktes
U durch den Zeiger Z1 eingeschaltet werden kann, z. B. wenn das Meßgerät an der
Gebestelle auf die Nullstellung zurückgegangen ist, kann der Stromlauf auch nach
Abb. q. ausgebildet werden. Die Erregung der Spule für die Magnetkupplung erfolgt
hier über einen Stromkreis, der vom positiven Pol der Batterie über die Wicklung
der Spule, den Kontakt U, den Zeiger Z1, die Feder F und den Kontakt K zum Minuspol
der Stromquelle verläuft. Ist der Kontakt K geschlossen, so berührt der Zeiger Z1
den Kontakt U und schließt den ebengenannten Stromkreis für 'einen Augenblick. Darauf
schließt die Spule Sm über einen Haltekontakt Kh einen Haltestromkreis. Der Stromkreis
der SpuleS. wird erst unterbrochen, wenn der Kontakt K unterbrochen wird.