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Widerstandsgeber für Fernanzeiger Bei 'Fernzeigeranlagen, die mit
Widerstandsgebern und zwei= oder mehrspuligen Empfängern arbeiten, ist ,die Verwendung
von Gebern :bekannt, die beispielsweise in der in Abb. r schematisch dargestellten
Weise gebaut sind: Drei mit den Empfängerspulen Ei, E2 und Es durch die Fernleitungen
r, 2, g verbundene, um 1200 gegeneinander versetite Bürsten Bi, B2 und B3 überstreichen
eine kreisförmige Kontaktbahn K1, auf .der zwei je einen Winkel von 12o0 einschließende
Kontaktschienen S1, S2 sowie zwei Abgreifwsderstände W., W2 (bz--w. deren Abgriffpunkte),
die je einen Winkel von 6o0 einschließen, so angeordnet sind, daß immer eine der
Bürsten eine Teilspannung abgreift, während die beiden anderen mit den Polen der
Spannungsquelle verbunden sind: Bei einer Umdrehung des-Gebers bleiben also zwei
Bürsten auf entgegengesetzt gleichem Potential, -während die -:dritte Bürste stufenweise
die gesamte Potentialdifferenz durch-.läuft,. bis alle drei Bürsten an voller Spannung
liegen, worauf eine andere Bürste von ,den Stromschienen auf die Widerstandsstufen
übergeht.
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In Abb. 2 ist der Verlauf der Potentiale der drei Bürsten bei einer
vollen Geberumdrehung kurvenmäßig dargestellt. Von der in Abb. r gezeichneten Ausgangsstellung
an gerechnet, durchläuft die Bürste B1 (ausgezogene Linie) während der ersten 6o0
die Potentialdifferenz ä V von .+ V bis - V, die -Bürsten B2 (gestrichelte Linie)
und B3 (strichpunktierte Linie) bleiben auf -f- V bzw. -V. Bei einer weiteren Drehung
um 6o0 sind B1 und B2' auf -V bzw. -f- V, und B3 durchläuft die Potentialdifferenz
2 V von -V bis + V USW.
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Inder Praxis werden die Abgriffe an den .Widerständen WI und W2 in
der Regel .in der Form von Lamellen anisgeführt. Die erreichbare Zahl der Geberstellungen
und damit die Zahl der übertragbaren Stellungen hängt
daher bei
gegebener Lamellenbreite vom Umfang der Kontaktbahn ab. Sie ist gleich-
wenn u der gesamte Umfang der Kontaktbahn und b die Breite einer Lamelle (einschließlich
Isolationsschicht) ist. Bei der bekannten Anordnung läßt sich, wenn man bei der
geringsten Lamellen- und Bürstenbreite angelangt ist, dip, Zahl der übertragbaren
Stellungen nur durch eine Vergrößerung des Geberdurchmessers erhöhen.
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Die Erfindung schlägt eine Geberanordnung vor, welche bei .derselben
Lamellenbreite und demselben Durchmesser des Gerätes eine mehrfache Zahl diskreter
Geberstellungen oder bei gleicher Zahl der Geberstellungen eine Verkleinerung des
Durchmessers ergibt.
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Eine beispielsmäßige Ausführung des Erfindungsgedankens ist in Abb.
3 schematisch dargestellt. Sie unterscheidet sich von der in Abb. i gezeigten bekannten
Bauart dadurch, daß statt der Widerstände W1, W2 Kontaktschienen Ss, S4 vorgesehen
sind, die über einen Schleifring (nicht gezeichnet) mit einer Bürste B .elektrisch
verbunden sind. Diese Bürste überstreicht während einer Drehung des Gebereinstellhebels
um 12o° auf einer besonderen Kontaktbahn K2 .einen längs des ganzen Umfangs verteilten
und an zwei gegenüberliegenden Punkten gespeisten Widerstand W bzw. die entsprechenden
Lamellen mit der dreifachen Winkelgeschwindigkeit des Geberei.ns,tellhebels. Die
untereinander starr verbundenen Bürsten B1, B, und B3 sind unmittelbar, -die Achse
der Bürste B dagegen fber ein Zahnradgetriebe mit dem Gebereinstellhebel verbunden
zu denken.
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Die Bürste B wird bei ihrem Umlauf abwechselnd mit den drei Empfängerleitungen
r, a, 3 verbunden. Es sind nämlich Mittel vörgesehen,durch welche die Bürste B,
so oft sie die Speisestellen des Wiederstandes W überstreicht (also nach jeder Drehung
des Geberei:nstellhebels um 6o°), mit einer anderen der drei Empfängerleitungen
verbunden wird, während die beiden anderen Empfängerleitungen sich so lange auf
.den Potentialen der Speisepunkte befinden. Da fliese Mittel wenig Raum beanspruchen,
ermöglicht die Erfindung eine wesentliche Vergrößerung der Zahl der übertragbaren
Stellungen ohne Vergrößerung des Geberdurchmessers bzw mit einer. wesentlich billigeren
Kollektorausführung.
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Bei :der baulichen Ausbildung des Erfindungsgegenstandes kann die-
Kontaktplatte, auf welcher sich .die Kontaktbahn K. befindet, dicht vor oder hinter
der Kontaktplatte K, liegen und die beiden Bürstenachsen beispielsweise durch ein
Planetengetriebe mit dem Übersetzungsverhältnis i .: 3 miteinander gekuppelt werden.
Unter der Voraussetzung einer bestimmten Bürsten- und Lamellenbreite kann unter
Beibehaltung der Zahl .der Geberstellungen der Durchmesser :der- Kontaktbahn K@
gegenüber dem der Kontaktbahn KI in Abb. i auf den dritten Teil herabgesetzt werden.
Bei der in Abb. 3 befindlichen Kontaktbahn KI jedoch ist zunächst eine Verringerung
des Durchmessers nur bis auf die Hälfte möglich, da darüber hinaus, wie man sich
leicht überzeugt, die Umschaltungsdauer beim Übergang der Bürsten BI., B2 und B,
von den Kontaktschienen Si, S. auf die Schienen S, S4 zu lang würde. Dieser Mangel
läßt sich aber beheben. Da die Bürsten B1, B2 und B" nur alle 6o° von einer Kontaktschiene
auf die andere übergehen, können sie bei konstanter Drehgeschwindigkeit .des Gebereinstellhebels
mit .ungleichförmiger Geschwindigkeit rotieren, so daß sie während der Übergänge
größere und dazwischen eine kleinere (oder gar keine) Drehgeschwindigkeit besitzen.
Eine solche ungleichförmige. Bewegung läßt sich z. B. durch die Anwendung des bekannten
Maltesergetriebes erreichen. Auf diese Weise ist es möglich, auch den Durchmesser
der Kontaktbahn KI auf den 3. Teil zu verringern.
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Eine andere Maßnahme, die zum gleichen Erfolge führt, wäre .die, daß
man während des Rotierens der Bürsten B1, B, .und B3 die Kontaktplatte durch Anwendung
bekannter Mittel eine pendelnde Bewegung ausführen läßt, so daß .die Kontaktbahn
während des Überganges der Bürsten von einer Schiene auf die andere sich entgegen
der Bürstendrehung bewegt. , Der Erfindungsgedanke kann auch in der Weise verwirklicht
werden, daß sich auf einer einzigen Kontaktplatte drei Bürsten befinden, die der
Reihe nach über Schleifringe mit den drei Leitungen verbunden sind und sich unabhängig
voneinander auf der Kontaktbahn bewegen können. Während einer Bewegung des Geberhebels
bewegt sich immer nur eine der Bürsten mit der dreifachen Geschwindigkeit des Geberhebels,
wobei .die beiden anderen Bürsten an -den beiden gegenüberliegenden Speisepunkten
des die kreisförmige Kontaktbahn bildenden Widerstandes stehen. Nach einer Drehung
des Geberhebels um 6o° hat sich die erste Bürste um i8o° gedreht und bleibt in einem
Speisepunkt stehen. Bei einer weiteren Drehung des Geberhebels wird die zweite Bürste
mitgenommen usw., so daß sich für die Potentiale der Fernleitungen wieder das in
Abb. a gezeichnete Schema ergibt. Eine solche Art der Bürstenbewegung läßt sich
durch-ein Nockenschaltwerk oder unter Verwendung nur teilweise bekränzter Zahnräder
oder anderer bekannter Maschinenelemente erreichen.
Ein anderes
Mittel zur weiteren .Steigerung -der Stellungszahl bei gegebenem Geberdurchmesser
besteht darin, @daß man die Hälfte des Geberwiderstandes auf einen vollen .Kreis-
, umfang verteilt. Die der fortgelassenen und durch einen Festwiderstand außerhalb
- der Koritaktbähn ersetzten Hälfte des Geberwiderstandes . entsprechenden Potentialwerte
bekommt man- durch Umpolung der Speisung. ,, In diesem Falle rotiert die jeweils
mit einer Fernleitung verbundene Bürste mit der sechsfachen Geschwindigkeit des
Gebereinstell- @@ hebels .und :durchläuft bei einer vollen Um- i drehung die ganze
Potentialdifferenz. Letzteres - wird2 :dadurch- erreicht, daß bereits nach ' einer
halben Umdrehung der Bürste, wenn sie an denjenigen Speisepunkt- gelangt ist, in
dessen Zuleitung der Festwiderstand liegt, die am Abgreifwiderstand,einschließlich
Festwiderstand liegende Spannung umgepolt wird. Nach einem vollen Umlauf, also nach
einer Drehung des Gebereinstellhebels um 6o°-,-wi-rddie Bürste, wie seither, mit
einer anderen,-' Fernleitung verbunden, und die beiden übrigen Fernleitungen .bleieben
auf den Potentialender Spannungsquelle. Eine geeignete Schaltvorrichtung hierfür
läßt sich mit den vorerwähnten bekannten Mitteln leicht herstellen.
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Der Erfindungsgedanke ist nicht nur für Geber nach ;dem Spannungsteiflerprinzip,
sondern auch für solche, die als Vorwiderstandsgeber arbeiten, in gleicher Weise
anwendbar. Gemäß Abb. 3 läßt sich paus dem Spannungsteilergeber ein Vorwiderstandsgeber
einfach dadurch herstellen, daß der Widerstand W an den mit X bezeichneten Stellen
je eine unendlich große Widerstandsstufe erhält, d. h. also in den beiden Mitten
unterbrochen wird. Die Anwendungsmöglichkeit des für die bekannten Dreibürstensysteme
dargestellten Erfindungsgedankens auf die bekannten Zweibürstensysteme, bei denen
nur eine Bürste auf vollem Potential :liegt .und ,die andere eine Teilspannung abgreift,
ist ohne weiteres gegeben. Bei ,den bekannten Vierbürstensystemen, bei denen zwei
Bürsten auf vollem Potential liegen und,diebeiden anderen Teilspannungen abgreifen,
sind dem Sinn der Erfindung entsprechend zwei Bürsten B, die auf einem längs eines
Kreisumfanges verteilten Widerstand schleifen und mit .der drei- bz w. sechsfachen
Geschwindigkeit des Gebereinstellhebels rotieren, vorzusehen.
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Es kann auch nur eine Hälfte des Widerstandes W auf die Kontaktbahn
gelegt -werden, indem die auf der freien Hälfte der Kontaktbahn liegenden Kontaktpunkte
in bekannter Weise .durch Querleitungen mit den entsprechenden Potentialpunkten.
des halben Widerstandes W verbunden sind.
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Es erhebt sich noch die Frage, ob es sirir-.voll Ist, =den Erfindungsgedanken..
auch@- auf einen Geber nach Abb. i. -'zu Übertragen, bei dem-.. di'e Bürsten B1,
B2, B, die Teilspannungen an -geh Widerständen W1 und. W2_ stetig abgreifen,
bei dem; also .diese-Widerstände als ausgespännte'- Drähte öder Koh@lebföcke'auf
seiner Kreisbahn angeordnet sind. Theoretisch ist die "Zahl der -Ein§tellmöglichkeiten-
bei einem solchen Geber uheildlich groß.. Uni jedoch. bei einer be$timmten kleinen
Verschiebüngder Bürsten auf den Widerstandsdrähten eine definierte und reproduzierbare
Änderung des Verhältnisses der abgegriffenen Teilspannungen zu erhalten, muß z;
B, die Länge des Widerstandsdrahtes und dementsprechend der Geberumfang groß sein
:gegenüber de,r Kontaktlänge:der Bürsten, da andernfalls zufällige Schwankungen
.und Änderungen in der Größe ,der wirksamen Kontaktfläche prozentual von viel zu
großem Einfluß sind. Die Kontaktfläche ist aber, wie,die Lamellenbreite bei der
Anordnung :der Widerstände mit stufenweiser Einstellung, durch die vom Geber zu
übertragende elektrische Leistung nach unten begrenzt. Der Erfindungsgegenstand
ergibt daher auch bei Gebern mit stetiger Einstellung eine Erhöhung der Zahl der
diskret einstellbaren Spannungsverhältnisse und damit der Zahl der eichfähigen Einstellungen.