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Anordnung zur übertragung der Stellung eines beweglichen Organs, z.
B. für die Zwecke der Fernmessung, Fernsteuerung u. dgl. 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 Signals, 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 Signals,
dessen Dauer der Stellung des beweglichen Organs entspricht, werden meist umlaufende
Tastorgane verwendet, mit deren Hilfe das Signal unterbrochen wird, sobald sie das
Organ, dessen Stellung gemeldet werden soll, berühren. Es sind auch Einrichtungen
bekannt, die ein hin und her gehendes Tastorgan besitzen, das beim Inberührungkommen
mit dem Zeiger seine Bewegungsrichtung ändert und in die Nullage zurückfällt. Das
Inberührungkommen mit dem Zeiger beendet die Dauer des Signals. Bei den bekannten
Einrichtungen wirken auf das Organ, dessen Stellung übertragen werden soll (Zeiger),
merkliche Kräfte ein, sobald das Abtastorgan mit dem Zeiger in Berührung kommt.
Der Zeiger kann dabei leicht verschoben werden, so daß der zu übertragende Wert
gefälscht wird.
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Dieser Nachteil wird vermieden, wenn gemäß der Erfindung zur Übertragung
der Stellung eines beweglichen Organs, insbesondere für. die Zwecke der Fernmessung
und`Fernsteuerung,wobei die Dauer des zur Übertragung dienenden elektrischen Signals
von der jeweiligen Stellung des beweglichen Organs abhängt, beim Beginn des Signals
das bewegliche Organ aus der zu übertragenden Stellung auf einen ruhenden Kontakt
zu bewegt wird und bei der durch eine Hilfskraft verstärkten Berührung dieses Kontaktes
das Signal unterbricht. Zur Durchführung der Erfindung kann die Bewegung des beweglichen
Organs von der zu übertragenden Stellung gegen .den ruhenden Kontakt z. B. mit Hilfe
eines mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Motors durchgeführt werden. Man kann
aber auch in der Weise vorgehen, daß man das Sendeglied mit
Hilfe
einer Kraft entgegen der Wirkung einer Bremsvorrichtung in die Endlage bewegt. Um
eine konstante Geschwindigkeit des beweglichen Organs zu erhalten, kann man entweder
eine konstante Kraft verwenden, oder man kann durch geeignete Ausbildung der Bremsvorrichtung
erreichen, daß trotz veränderlicher Kraft die Geschwindigkeit konstant bleibt.
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Für Übertragungen, die mit großer Genauigkeit erfolgen sollen, ist
darauf zu achten, daß die Rückkehrzeit nicht von der Temperatur abhängt. Man kann
dies erreichen, wenn man elektromagnetische Bremsen benutzt, die aus einer Dämpferscheibe
und einem Elektromagneten bestehen, und für die Dämpferscheibe ein Material mit
geringen Temperaturkoeffizienten wählt, wie Manganin, Resistin oder geeignete Bronzen.
Derartige Dämpferscheiben können auch so zugeschnitten werden, daß unter Berücksichtigung
der von der Lage des einstellbaren Gliedes abhängigen Einstellkräfte eine gewünschte
Zuordnung der Rücklaufzeiten zur Lage des Einstellgliedes erreicht wird. Zweckmäßig
wird die Einrichtung so bemessen, daß eine konstante Geschwindigkeit erreicht wird.
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Unter Umständen sind die Kräfte, welche das bewegliche Organ gegen
den ruhenden Kontakt bewegen, verhältnismäßig gering, z. B. dann, wenn diese Kräfte
von einem Meßwerk geliefert werden. In solchen Fällen wendet man Mittel an, durch
welche die Beendigung des Signals gesichert wird. Zweckmäßig wird ein Klebemagnet
verwendet, der den Zeiger erfaßt, wenn er in unmittelbare Nähe des ruhenden Kontaktes
gelangt ist, und der den Kontaktdruck erhöht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich auf die Fernmessung
bezieht, ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. z die Einrichtungen
auf der Sendestelle und Abb. 2 die Einrichtungen auf der Empfangsstelle. Ein Meßinstrument
T, z. B. ein an die Netzleitung N angeschlossenes Wattmeter, trägt an seiner Achse
einen Zeiger Z und eine Bremsscheibe B. Der Erregerkreis des Magneten M für die
Bremsscheibe führt über die Arbeitskontakte K2 eines Relais R, Der Anker des Relais
R1 ist im Ruhe'zustande nicht angezogen, obwohl die Haltewicklung H dann unter Strom
steht. Diese Haltewicklung ist so bemessen, daß sie den Anker festzuhalten, aber
nicht anzuziehen vermag. Mit Hilfe eines Zeitgebers G, z. B. einer umlaufenden Kontaktscheibe,
wird in gewissen Zeitabständen die Arbeitsspule A erregt über einen Stromkreis vom
Minuspol der Stromquelle Q über den Zeitgeber G und die Arbeitswicklung A zurück
zum positiven Pol der Stromquelle Q. Der Anker des Relais R1 wird jetzt angezogen
und durch die Haltewicklung festgehalten. Dadurch wird das Meßwerk, das bisher über
die Ruhekontakte K3 unter Strom stand, abgeschaltet, und der Zeiger geht in seine
Ruhelage zurück. In dieser Bewegung wird er gebremst durch die Bremsscheibe B, deren
Magnet JT jetzt unter Strom steht, über einen Kreis zum positiven Pol der Batterie
über die Arbeitskontakte K2, die Wicklung des Magneten lT und die Wicklung des Klebemagneten
K zurück zum negativen Pol der Batterie. Wenn der Zeiger in die Nähe des Klebemagneten
K kommt, wird er kräftig angezogen und unterbricht den .Öffnungskontakt 0, der im
Stromkreis der Haltewicklung liegt. Der Anker des Relais R1 fällt ab, der Dämpfermagnet
und der Klebemagnet werden stromlos, und der Stromkreis für das Meßinstrument wird
wieder geschlossen, so daß der Zeiger sich umgebremst neu einstellt. Die Gebereinrichtung
ist damit in die Ruhelage zurückgekehrt und wird von neuem erregt, wenn der Zeitgeber
G ein zweites Mal Kontakt macht. Während der Anker des Relais R1 angezogen ist,
wird ein Stromkreis an den Kontakten K1 geschlossen, der zu einem Sender führt,
dessen Ausgestaltung beliebig ist. Die Dauer dieses Stromschlusses ist bestimmt
durch die 'Zeit, die der Zeiger braucht, um von seiner jeweiligen Einstellung bis
zum Öffnungskontakt 0 zurückzugehen.
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EA empfiehlt sich, als Empfangseinrichtung ein Gerät zu verwenden,
das im Aufbau dein Sendegerät ähnelt und bei dem es deshalb mit ziemlich einfachen
Mitteln gelingt, eine mit der Bewegung des beweglichen Organs synchrone Bewegung
herbeizuführen. Ein solcher Empfänger ist in Abb. z dargestellt. Der Fernmeßimpuls
wird bei der in Abb. a dargestellten Einrichtung dem Relais R zugeführt. Dieses
Relais schließt. den Kontakt K1 und führt dadurch dem Bremsmagneten M und dem Meßsystem
D Strom zu. Der Strom wird zweckmäßig in bekannter Weise, z. B. durch eine Eisendrahtlampe,
konstant gehalten. Der Zeiger des Instruments beginnt damit zu laufen, und seine
Bewegung wird durch die Dämpferscheibe B gebremst. Wenn der Anker des Relais R abfällt,
wird dieser .Stromkreis unterbrochen, so daß der Zeiger stehenbleibt. Gleichzeitig
wird an den Kontakten K2 über ein Zeitschaltwerk L eine Arbeitsspule Ah unter Strom
gesetzt, deren Anker einen Fallbügel F augenblicklich herunterzieht, so daß der
Zeiger in der erreichten Endstellung festgehalten wird. Die Stellung des Zeigers
kann dann abgelesen oder registriert werden. Nach einer gewissen Zeit gibt das Zeitschaltwerk
den Anker der Spule A1 frei, so daß der Fallbügel hochgehoben
wird
und die Empfangsanordnung in die Ruhelage zurückkehrt. An Stelle des dargestellten
Drehspulenmeßwerks kann natürlich eine andere Einrichtung gesetzt werden, z. B.
ein Drehmagnet, der mit der Instrumentenachse durch eine Feder gekuppelt ist.
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Der Klebemagnet nach Abb. i ist, wie Abb.3 zeigt, in besonderer Weise
gebaut, derart, daß die Streuung gering gehalten wird. Wesentlich dabei ist die
Anordnung zweier gleichnamiger und eines ungleichnamigen Pols. Der Anker A tritt
bei seiner Bewegung in der Pfeilrichtung zwischen die beiden gleichnamigen Pole
N, N ein, deren Kraftlinien von dem ungleichnamigen Pol S nach der anderen
Seite abgelenkt werden. Erst wenn der Anker zwischen den Polen N, N angelangt ist,
werden die Kraftlinien merklich verkürzt, so daß der Anker kräftig angezogen wird.
Der Magnetkern hat nach Abb. i die Form eines Hufeisens oder eine ähnliche Form
mit einem in der Symmetrieachse liegenden Steg, der vom Mittelpunkt des Hufeisens
ausgeht und bis in die 'Nähe seiner Enden geführt ist. Auf dem Steg ist die Wicklung
aufgebracht. Hierdurch wird erreicht, daß die Kraftlinien im wesentlichen auf den
Raum zwischen den drei freien Enden des Kernes beschränkt bleiben, so daß die Stellung
des Zeigers; bei der der Magnet eine merkliche Zugkraft ausübt, gut definiert ist.
Zweckmäßig wird die Bremseinrichtung "so eingerichtet, z. B. die -Dämpferscheibe
so zugeschnitten, daß von dieser Stelle ab die dämpfende Wirkung aufhört und der
Zeiger rasch zum Klebemagneten hingezogen wird.