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Anordnung zur pendelfreien Ferneinstellung mit Drehwandlersystemen
Es ist bekannt, daß bei der motorischen Einstellung eines schweren Gegenstandes
in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Bewegung Pendelungen auftreten können. Der
Unterschied zwischen vorgegebener und nachgebildeter Bewegung dient hierbei zur
Steuerung des Einstellmotors. Es ist eine Anordnung mit elektromagnetischer Differentialeinrichtung
bekannt, deren eine Wicklung von einer Netzspannung, deren andere Wicklung von einer
Spannung erregt .wird, die ein Leonard-Aggregat zugleich als Speisespannung für
den Einstellmotor liefert. Die Differentialeinrichtung ist mechanisch mit dem Empfänger
verbunden, der bei ihrem Ansprechen eine derartige Verstellung erfährt, daß die
Speisespannung für den Einstellmotor im Sinne einer Verminderung seiner Pendelneigung
beeinflußt wird. Zu derartigen Einrichtungen zur motorischen Einstellung eines schweren
Gegenstandes ist auch bereits ausgeführt worden, daß die Beseitigung des Pendelns
theoretisch schon durch die Reibung erfolgen kann, welche jeder schwere Gegenstand
besitzt, daß dieser Einfluß aber meist zu schwach ist. Es wäre zwar denkbar, eine
schnellere Dämpfung der . Pendelbewegungen durch künstliche Erhöhung der Reibung
des anzutreibenden Gegenstandes zu bewirken. Als nachteilig macht sich dann aber
die Steigerung des Leistungsbedarfs der zum Antrieb benutzten Motoren bemerkbar.
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Bei einer bekannten Schiffsrudersteuerung ist zur Fernübertragung
der Steuerbewegung ein aus _ Geber und Empfänger bestehendes motorähnliches Übertragungssystem
vorhanden. Beim Auftreten eines Stellungsunterschieds zwischen Geber und Empfänger
wird der Ruderlegmotor im Sinne einer Beseitigung dieses Stellungsunterschiedes
eingeschaltet. Wird der Stellungsunterschied durch plötzliche Bewegung des Gebers
oder durch zufällige Widerstände des Ruders zu groß, so wird durch eine .vom Empfänger
betätigte Kontakteinrichtung ein Elektromagnet erregt, der mittels einer Bandbremse
den Geber ruckartig festbremst und dadurch an einer weiteren Bewegung so lange hindert,
bis die Kontakte am. Empfänger durch die fortschreitende Ruderbewegung wieder freigedreht
sind.
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Wird ein Geber- und ein Empfängersystem benutzt, bei dem der Empfänger
entweder unmittelbar einen beliebigen Gegenstand einstellt, z. B. eine Befehlstrommel,
die ein gewisses Trägheitsmoment besitzt, oder aber bei dem der Empfänger lediglich
als Fernzeiger dient, so macht sich häufig, besonders bei ruckartiger Einstellung
des Geberankers,
das Pendeln des Empfängerankers vor dem endgültigen
Einnehmen seiner Nullstellung sehr störend bemerkbar. Dieser Übelstand tritt besonders
stark dann auf; wenn empfindliche Systeme durch den Empfängeranker gesteuert werden
sollen.
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Zur Dämpfung dieser Pendelengen ist bereits die Verwendung von mechanischen
oder magnetischen Rastengen vorgeschlagen worden, um die durch die Ungenauigkeit
der Übertragung sowie durch ungenaue Einstellung der beabsichtigten Befehle am Geber
entstehenden kleinen Fehler in den Angaben .ier Empfänger zu beseitigen. Es ist
dann aber nur eine Einstellung des Empfängers auf eine bestimmte Anzahl durch die
Rasteng von vornherein festliegender Stellungen möglich. Eine beliebige: Einstellung
des Empfängers kann nicht erfolgen.
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Bei einer bekannten Signalanlage mit Wechselstrombetrieb; die eine
beliebige Einstellung des Empfängers gestattet, wird das pendelnde Schwingen sowie
das Umläufen der Empfängeranker dadurch vermieden, daß in den Stromkreis der beweglichen
Ankerspulen größere Ohmsche Widerstände vorgesehen werden, als bisher verwendet
wurden. Der erforderliche Ohmsche Widerstand kann dabei in den Zuleitungen zum Empfänger
liegen oder in den Spulen selbst vorgesehen werden, indem diese aus Widerstandsdraht
oder Draht von sehr kleinem Querschnitt gewickelt werden. Bei dieser bekannten Signalanlage
wird also auf rein elektrischem Wege eine dämpfende Wirkung herbeigeführt.
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Es ist weiterhin eine Einrichtung zur Übertragung von Winkelbewegungen
mittels eines einphasig gespeisten Motors bekanntgeworden, bei der Pendelengen des
Motors auftreten können, die z. B. das Ablesen eines Instrumentes: unmöglich machen.
Zur Unterdrückung der Pendelengen ist eine Kurzschlußwicklung rechtwinklig zur Feldwicklung
auf dem Motor angebracht. Diese Kurzschlußwicklung bewirkt gleichzeitig eine starke
Erhöhung des Einstelldrehmomentes.
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In der Praxis hat sich nun gezeigt, daß alle diese Maßnahmen nicht
ausreichen, um die Anfachüng von Pendelengen oder gar ein mehrfaches Umlaufen der
Empfängeranker mit Sicherheit zu vermeiden. Die Ferneinstellung von Gegenständen
mit nicht unerheblichem Trägheitsmoinent (Befehlstrommeln, Zeiger) setzt aber ein
einwandfreies Arbeiten der Empfänger voraus. Eine besonders zweckmäßige und -die
sichere, dabei aber beliebige Einstellung des Empfängers gewährleistende Ausbildung
eines Fernübertragungssystems ist nun Gegenstand der Erfindung.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur pendelfreien Ferneinstellung
beliebiger Gegenstände unter Benutzung von Übertragunggsystemen; bei denen Geber
und Empfänger als Drehwandler ausgebildet sind und die während der Einstellung des
Empfängerankers auftretenden Schwingungen durch an ihm angebrachte elektromagnetisch
betätigte mechanische, in Abhängigkeit von der Größe der Verstellung zwischen Geber
und Empfänger wirksame Bremseinrichtungen unterdrückt werden, und besteht darin,
daß die Bremseinrichtungen als Bandbremse oder Rillenscheibenbremse ausgebildet
sind, deren Bremsglieder durch Elektromagnete betätigt werden, deren Spulen in Verbindungsleitungen
zwischen dem Geber- und dem Empfängersystem oder in einer Parallelleitung zu diesen
Verbindungsleitungen angeordnet sind. Der die Magnetspule enthaltenden Parallelleitung
zu .den die drei Phasen von Geber und Empfänger verbindenden Leitungen wird bei
einer Verstellung des Geberankers eine Gleichspanneng überlagert, und außerdem werden
bei dieser Verstellung in Reihe liegende Widerstände ausgeschaltet unter gleichzeitiger
Aufladung einer Speichereinrichtung; von der die einzelnen Widerstände über eine
Hemmvorrichtung nacheinander wieder eingeschaltet werden.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht.
Insbesondere ist in Fig. i ein Schaltschema für eine Anordnung nach der Erfindung
wiedergegeben und in den Fig: z und 3 zwei Beispiele für die Ausbildung der am Empfänger
vorhandenen Bremsen dargestellt. In den Fig. 4 und 5 ist die Seiten- und Teilansicht
eines Gebergerätes gezeichnet, das bei dem in Fig.6 dargestellten Schaltschema Verwendung
findet: In der Fig. i ist mit i der dreiphasig bewickelte Stator eines nach Art
eines Dreh-Wandlers aufgebauten Gebergerätes bezeichnet. Die Statorwicklungen sind
über die Leitungen 2 und die in ihnen angeordneten Spulen 3, 3' und 3" mit dem ebenfalls
dreiphasig bewickelten Empfängerstator 4 verbünden. Im vorliegenden Fall sind die
nicht dargestellten, z. B. einphasig bewickelten Rotoren des Geber- und Empfängersystems
an Spannung gelegt, und nur immer dann, wenn beide Rotoren die gleiche Einstellung
zu den Statoren besitzen, fließt in den drei Verbindungsleitungen?, kein Strom:
Wird der Geberrotor verstellt, so fließt in den die drei Phasen von Geher und Empfänger
verbindenden Leitungen ein Strom, der um so größer wird, je weiter die Ablenkung
der Rotorspule des Gebers aus ihrer Anfangslage erfolgt war. Dieser Strom fließt
demzufolgeauch durch die in diesen Verbindungsleitengen liegenden Spulen 3; 3 und
3' eines
13remsmagneten, der beim Stromdurchgang die Abbremsung
des Empfängerrotors bewirkt. Die Kraft des Bremsmagneten ist daher auch abhängig
von dem Grad der Verdrehung des Geberrotors.
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In der Fig. 2 ist der Bremsmagnet mit 5 bezeichnet, während seine
.drei Spulen 3, 3' und 3" der Einfachheit wegen nicht mitgezeichnet worden sind.
Findet nun ein Stromfluß durch dieVerbindungsleitungen zwischen Statorspulen des
Gebers und des Empfängers statt, so spricht der Anker 6 des Magneten 5 an und zieht
dadurch eine Bandbremse 7 an, welche um eine an dem Empfängerrotor angebrachte Scheibe
8 gelegt ist. Dieser Rotor wird also je nach dem Anzugmoment des Magneten 5 abgebremst.
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In der Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer solchen Bremse
dargestellt. Der Magnet io, dessen Spulen 3,. 3' und 3" wiederum nicht miteingezeichnet
sind, zieht bei einem Stromfluß in den Verbindungsleitungen zwischen den Statorspulen
des Gebers und des Empfängers einen mit einer Nase versehenen Anker 9 an, der dabei
in eine Rillenscheibe i i eingreift und dadurch die Abbremsung des Empfängerrotors
bewirkt.
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Die in den Fig.2 und 3 dargestellten Bremseinrichtungen können auch
dann am Empfängerrotor benutzt werden, wenn diejenige Einrichtung nach der. Erfindung
angewendet wird, die in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt ist. Wie aus der Fig. 6
hervorgeht, ist in diesem Fall -die Bremsmagnetspule 12 in einer Parallelleitung
zu den die drei Phasen von Geber und Empfänger verbindenden Leitungen 2 zusammen
mit der Hilfsgleichspannungsquelle 13 angeordnet. Außerdem 'befindet sich in dieser
Parallelleitung entweder noch der auf dem Gebergerät angebrachte Widerstandssatz
14 oder i4', je nachdem ob die die Widerstände tragende Scheibe 15 entsprechend
der Einstellung des Geberrotors nach der einen oder anderen Richtung verstellt wird.
Die aus ihrer Anfangslage herausbewegte Scheibe 15 wird durch die Spiralfeder 16
und unter Wirksamwerden einer Hemmvorrichtung 17 (vgl. auch Fig. 5) in ihre Ausgangslage
gegenüber dem Kontaktbügel 24 zurückbewegt. Durch die geschilderte Vorkehrung ist
erreicht, daß in der Parallelleitung zu den die drei Phasen von Geber und Empfänger
verbindenden Leitungen im Augenblick der Gebereinstellung ein geringer Widerstand
liegt, der ein großes Anzugsmoment des Elektromagneten und damit eine erhebliche
Wirkung der Empfängerbremsen zur Folge hat.
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Der Aufbau des Gebergerätes für den zuletzt beschriebenen Fall ist
im einzelnen aus. den Fig. 4. und 5 zu entnehmen. Hierin ist mit 18 ein Einstellknopf
bezeichnet, der zusammen mit dem Zeiger i9 über einer Skala 20 eilgestellt wird.
Zusammen mit .der Einstellung des Knopfes 18 wird der in dem Gehäuse 21 gelagerte
Geberrotor 22 betätigt und außerdem das auf der gleichen Achse sitzende Rastenrad
23 sowie die die Widerstandsätze 14 und 14' tragende Scheibe 15 verstellt.
Je nach der Einstellrichtung des Knopfes 18 wird die einerseits mit der Scheibe
15 und andererseits mit der Kontaktschleiffeder 24 über Hemmrad 29 fest verbundene
Spiralfeder 16 oder 16' gespannt und, wie schon erwähnt wurde, eine allmähliche
Nachstellung der Scheibe 15 in ihre Anfangsstellung zum Kontaktbügel 24 bewirkt.
Die Nachstellung der Schleiffeder 24 wird .durch die Hemmvorrichtung 17 oder eine
andere Verzögerungseinrichtung in geeigneter Weise geregelt. Das bereits erwähnte
auf der Rotorachse angebrachte Rastenrad 23 sichert die Rotorwelle des Gebergerätes
gegen eine etwaige Zurückdrehung und somit gegen eine Fälschung des Einstellwertes
unter dem Einfluß der Federspannung, indem die einzelnen Rasten sich in, die Ausläufer
der Kniehebel 25 und 25' legen, die durch die Feder 26 in die Ausnehmungen der Rastenscheibe
gedrückt werden.
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Die Widerstandsätze 14 und 14' auf der Scheibe i 5 sind über .die
Bürste 27, den Schleifring 28, .die Verbindungsleitung 29', die Schleiffeder 24
einerseits und über den Schleifkontakt 30 und den Anschluß 31 andererseits
in diejenige Leitung eingeschaltet, die den Bremsmagneten 12 und die Hilfsspannungsquelle
13 enthält.
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Für die beschriebenen Ausführungsbeispiele wurde angenommen, daß nur
ein Geber und ein Empfänger vorgesehen sind. Natürlich läßt sich die Einrichtung
nach der Erfindung auch immer dann mit Vorteil verwenden, wenn ein Geber und mehrere
Empfänger vorhanden sind. Außerdem ist die Erfindung auch nicht an solche Übertragungssysteme
gebunden, bei denen Geber und Empfänger durch die entsprechenden Statorleitungen
verbunden sind, sondern kann auch an solchen Systemen angebracht sein, bei denen
die Statoren erregt werden und demzufolge die Rotorleitungen verbunden sind.