DE700714C

DE700714C - Remote display device

Info

Publication number: DE700714C
Application number: DE1938T0051005
Authority: DE
Inventors: Adelbert Stephan
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1938-09-17
Filing date: 1938-09-17
Publication date: 1940-12-27

Description

Fernanzeigevorrichtung Es sind bereits Fernanzeigevorrichtungen bekannt, bei denen in einem Feld ein Rotor drehbar gelagert ist, an dessen Wicklung eine von außen herangeführte Spannung gelegt wird und dessen Achse mit dem Anzeiger gekuppelt ist. Eine derartige Anordnung zeigt z. B. Abb. i. Mit der Geberachse A1 sind die beiden voneinander isolierten und einander stets diametral gegenüberliegenden Schleifarme S1, S2 eines * Ringpotentiometers P gekuppelt. An den beiden Schleifarmen liegt eine feste Gleichspannung. Die um izo° gegeneinander versetzten festen Abgriffe T1, T2, T3 sind über Leitungen L1, L2, L3 mit den Verbindungspunkten dreier in Dreieckschaltung miteinander verbundener Wicklungen W1, W2, W3 leitend verbunden. Diese Wicklungen sind um je izo° gegeneinander versetzt auf einen Rotor R aufgewickelt, welcher in dem Feld des Magneten M drehbar gelagert ist. Die Achse A2 des Rotors stellt die ferngesteuerte Achse dar und kann etwa den vor einer Skala spielenden Zeiger tragen.Remote display device There are already known remote display devices, in which a rotor is rotatably mounted in a field, on whose winding a externally applied voltage is applied and its axis is coupled to the indicator is. Such an arrangement shows e.g. B. Fig. I. With the encoder axis A1 are the two mutually isolated and always diametrically opposed grinding arms S1, S2 of a * ring potentiometer P coupled. On the two grinding arms a fixed DC voltage. The fixed taps offset from one another by izo ° T1, T2, T3 are connected via lines L1, L2, L3 with the connection points of three in a delta connection interconnected windings W1, W2, W3 conductively connected. These windings are wound on a rotor R offset by izo ° from one another, which is in the field of the magnet M is rotatably mounted. The axis A2 of the rotor represents the remote-controlled axis and can carry the pointer playing in front of a scale.

Mit dieser Anordnung kann man nur geringe Drehmomente übertragen.With this arrangement, only small torques can be transmitted.

Diese würden zwar an sich zur Fernanzeige genügen. Infolge der nicht vermeidbaren Reibung besitzt diese Einrichtung aber eine ziemlich geringe Genauigkeit.These would be sufficient in and of themselves for remote display. As a result of not However, due to avoidable friction, this device has a rather poor accuracy.

Die Reibung wird in erster Linie bedingt durch die Schleifkontakte, welche zur Verbindung der Leitungen L1, L2, L3 mit den Verbindungspunkten der Wicklungen W1, W2, W3 notwendig sind. Würde man an Stelle von Schleifkontakten ähnlich wie bei Meßinstrumenten biegsame Zuführungen verwenden, so wäre der mögliche Drehbereich der Achse A2, der bei Verwendung von Schleifringen beliebig viele ganze Umdrehungen umfassen kann, zu klein. Ferner würde sich schon bei Verdrehung der Achse A2 um etwa io° durch die Wirkung der biegsamen Zuleitungen eine Rückstellkraft ergeben, welche fürMeßinstruinente wünschenswert, für den vorliegenden Fall aber durchaus unerwünscht ist.The friction is primarily caused by the sliding contacts, which connect the lines L1, L2, L3 to the connection points of the windings W1, W2, W3 are necessary. Instead of sliding contacts, one would be similar to use flexible leads for measuring instruments, the possible range of rotation would be of the axis A2, which can be rotated as many complete revolutions as desired when using slip rings may include too small. Furthermore, if the axis A2 were to be rotated about io ° due to the action of the flexible supply lines Restoring force which are desirable for measuring instructors, but for the present case is quite undesirable.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einer Fernanzeigevorrichtung mit einem in einem Feld drehbaren und mit dein Anzeiger gekuppelten Rotor, an dessen Wicklung von außen über Schleifringe eine Steuerspannung gelegt wird, eine hohe Genauigkeit ohne Beschränkung des Drehbereiches der gesteuerten :ochse in folgender Weise erzielt. Die mit den Wicklungsenden des Rotors durch biegsame Leitungen verbundenen Schleifringe werden auf der koaxialen Achse eines zweiten Rotors angeordnet, der unter dem Einfluß der auch den ersten Rotor steuernden Ströme die gleiche Stellung wie der erste Rotor einzunehmen bestrebt ist und gegen den ersten Rotor um einen kleinen, jedoch sogroßenWinkel v erdrehbar ist, daß der durch die Reibung an den Schleifringen verursachte Fehlwinkel der Einstellung des ersten Rotors von dem zweiten Rotor noch überstrichen wird.According to the present invention, in a remote display device with a rotor that rotates in a field and is coupled to your indicator, on its A control voltage is applied to the winding from the outside via slip rings, a high one Accuracy without limitation of the range of rotation of the controlled: ox in the following Way achieved. Those connected to the winding ends of the rotor by flexible cables Slip rings are arranged on the coaxial axis of a second rotor, the the same position under the influence of the currents also controlling the first rotor how the first rotor strives to take and against the first rotor by one small but so large angle can be rotated that the friction on the Slip rings caused mis-angles in the adjustment of the first rotor from the second Rotor is still being painted over.

Der Vorteil der Erfindung ergibt sich aus folgendem. Der zusätzliche Rotor arbeitet in üblicher Weise und stellt sich mit mehr oder weniger großer Genauigkeit auf die gewünschte Stellung ein. Der mit dem Anzeiger gekuppelte Rotor macht diese Bewegung mit, stellt sich aber schließlich sehr genau ein, da für ihn die Reibung durch die Schleifkontakte fortfällt. Das Fehlen der Schleifkontakte ermöglicht eine sehr feine Spitzenlagerung des mit dem Anzeiger gekuppelten Rotors, während Schleifringe und -bürsten des zusätzlichen Rotors ohne Rücksicht auf die Reibung, dafür aber besonders sicher hinsichtlich der Kontaktgabe ausgeführt werden können.The advantage of the invention results from the following. The additional The rotor works in the usual way and is more or less accurate to the desired position. The rotor coupled with the indicator does this Movement with it, but in the end it adjusts itself very precisely because for him the friction omitted by the sliding contacts. The lack of sliding contacts enables one very fine point bearing of the rotor coupled with the indicator, while slip rings and brushing the additional rotor regardless of the friction, but instead can be carried out particularly safely with regard to making contact.

Man könnte zwar bei einer Anordnung nach Abb. i die Notwendigkeit von Schleifkontakten dadurch vermeiden, daß man den Rotor als Permanentmagneten ausbildet und den steuernden Strom durch auf dem Stator aufzubringende Wicklungen hindurchschickt. Hierbei würde aber der Nachteil auftreten, daß infolge der größeren Masse des Rotors eine sehr feine Lagerung nicht möglich ist. Ferner würden bei Verwendung von Wicklungen mit Eisenkernen Hystereseerscheinungen auftreten, welche eine genaue Reproduzierbarkeit der Einstellung verhindern. Diesen 'L\acliteil kann man zwar vermeiden, wenn man die feststehenden Wicklungen eisenlos ausbildet; man brauchte dann aber außerordentlich hohe Steuerströme, die in den meisten Fällen nicht zur Verfügung stehen. Diese Nachteile treten nicht auf, wenn der mit dein Anzeiger gekuppelte Rotor in bei Fernanzeigevorrichtungen bekannter Weise nur die Wicklungen zu tragen braucht, die gegebenenfalls in bekannter Weise um einen feststehenden Weicheisenkern drehbar gelagert sein können. Eine Hysterese tritt dann nicht auf, da der Steuerstrom nicht zur Magnetisierung des Eisens dient. Die Wicklungen bewegen sich in dem schmalen Luftspalt eines starken, homogenen Feldes. Es ist also eine sehr leichte Lagerung beim Fehlen von Hystereseerscheinungen unter sehr geringem Steuerstrombedarf möglich.One could indeed with an arrangement according to Fig. I the necessity Avoid sliding contacts by using the rotor as a permanent magnet and the controlling current through windings to be applied to the stator sends through. Here, however, the disadvantage would arise that as a result of the larger Mass of the rotor a very fine storage is not possible. Furthermore, when using of windings with iron cores hysteresis phenomena occur, which give an exact Prevent reproducibility of the setting. You can do this part avoid if the fixed windings are made ironless; you need but then extraordinarily high control currents, which in most cases do not lead to To be available. These disadvantages do not occur when the connected to your indicator Rotor to carry only the windings in a manner known from remote display devices needs, possibly in a known manner around a fixed soft iron core can be rotatably mounted. A hysteresis then does not occur because the control current does not serve to magnetize the iron. The windings move in the narrow one Air gap of a strong, homogeneous field. So it is very easy to store in the absence of hysteresis phenomena possible with very low control current requirements.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. 2.An exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 2.

Zwischen den Polen 11' und S des feststehenden Magneten i ist ein ebenfalls feststehender zylindrischer Weicheisenkörper z derart angeordnet, daß zwischen ihnen ein ringförmiger Luftspalt entsteht. Gehalten wird der zylinderförmige Eisenkörper durch eine durchbohrte Achse 3, die fest mit dem Gehäuse o. dgl. verbunden ist. In dem Luftspalt zwischen den Polen des Magneten und dem Eisenkörper ist der drei Spulenwicklungen tragende Rahmen 4 angeordnet. Dieser ist an einer Achse 5 befestigt, die bei 7 und 8 in Spitzen leicht drehbar gelagert ist. An der Achse 5 ist der Zeiger 9 angebracht, der beispielsweise über einerGradskala spielen kann.Between the poles 11 'and S of the stationary magnet i is a also fixed cylindrical soft iron body z arranged such that an annular air gap is created between them. The cylindrical one is held Iron body through a pierced axis 3, which is firmly connected to the housing or the like is. In the air gap between the poles of the magnet and the iron body is the three coil windings supporting frame 4 arranged. This is on an axis 5 attached, which is easily rotatably mounted in tips at 7 and 8. On the axis 5 the pointer 9 is attached, which can for example play over a degree scale.

Koaxial zur Rahmenspule 4. ist der durch den zylinderförmigen Permanentmagneten 14 dargestellte Rotor der zusätzlichen Grobeinstelleinrichtung angeordnet. Um den Anker herum befindet sich der (nicht dargestellte)' Wicklungen tragende dreipolige Stator 16 in sinngemäßer Anordnung zur dreipoligenRahmenspule 14, die in üblicher Weise gelagert ist, wobei 15 eines dieser Lager darstellt. Auf der Achse 13 sind drei Schleifringe io angebracht. Von den Schleifringen führt je eine biegsame Leitung zu den einzelnen im Dreieck oder im Stern geschalteten Spulen des Drehrahmens 4. Den drei Schleifringen werden die Steuerspannungen in Parallelschaltung zu den feststehenden, ebenfalls in Stern-bzw. Dreieckschaltung miteinander verbundenen Spulen des Grobsystems etwa entsprechend Abb. i von den Abgriffen eines Ringpotentiometers über die Klemmen 18 zugeführt. Es drehen sich dann Permanentrotor 14 undDrehrahmenspule synchron zum Schleifer des Ringpotentiometers. Nach Beendigung eines Steuervorgangs stellt sich dann der Permanentanker mit einemgewissenFehlerwinkel in die neue Lage ein, während die Rahmenspule sich infolge ihrer reibungsarmen Lagerung und ihrer Hysteresefreiheit sehr genau einstellen kann.Coaxial to the frame coil 4. is the one through the cylindrical permanent magnet 14 arranged rotor of the additional coarse adjusting device. To the The armature is surrounded by the three-pole windings (not shown) Stator 16 in an analogous arrangement to the three-pole frame coil 14, which in conventional Way is stored, where 15 represents one of these bearings. On the axis 13 are three slip rings attached. A flexible line leads from the slip rings to the individual coils of the rotating frame 4 connected in a triangle or in a star. The control voltages are connected to the three slip rings in parallel with the fixed, also in star or. Delta connection interconnected coils of the coarse system for example as shown in Fig. i of the taps of a ring potentiometer via the terminals 18 supplied. The permanent rotor 14 and the rotating frame spool then rotate synchronously to the wiper of the ring potentiometer. After completing a tax process the permanent anchor then moves into the new position with a certain error angle, while the frame coil is due to its low-friction storage and its freedom from hysteresis can set very precisely.

Zweckmäßigerweise wird der freie Drehwinkel des Dreharmes 4 gegenüber dem Rotor 14 dadurch begrenzt, daß etwa ein an der Achse des Drehrahmens radial angebrachter Stift zwischen zwei Anschlagstiften, die fest mit der Achse des Permanentankers verbunden sind, spielen kann. Der Spielraum muß mindestens so groß sein wie der Ungenauigkeitsbereich der Grobeinstellvorrichtung.Appropriately, the free angle of rotation of the rotary arm 4 is opposite the rotor 14 limited by the fact that about one on the axis of the rotating frame radially attached pin between two stop pins that are firmly attached to the axis of the permanent anchor tied together are, can play. The margin must be at least as large be like the inaccuracy range of the coarse adjuster.

Ein etwas abgeändertes Ausführungsbeispiel zeigen die Abb. 3a, b, c. An Stelle der Rahmenspule 4 in Abb. 2 wird eine scheibenförmige Anordnung 4 von drei Flachspulen verwendet, wodurch der mechanische Aufbau wesentlich vereinfacht. wird. Diese Spulenscheibe bewegt sich in dem entsprechend ausgebildeten Luftspalt zwischen zwei parallel und fest angeordneten flachen Permanentmagneten i und i' mit den Polschuhen 2 und 2'. Die Permanentmagnete stehen sich, wie Abb. 3b im Schnitt parallel zurAchse 5 näher zeigt, mit den ungleichnamigen Polen gegenüber und erzeugen im Luftspalt ein starkes, homogenes Magnetfeld.A slightly modified embodiment is shown in Figs. 3a, b, c. Instead of the frame coil 4 in Fig. 2, a disk-shaped arrangement 4 of three flat coils are used, which considerably simplifies the mechanical structure. will. This spool disk moves in the appropriately designed air gap between two parallel and fixedly arranged flat permanent magnets i and i ' with pole pieces 2 and 2 '. The permanent magnets are, as shown in Fig. 3b in section parallel to the axis 5 shows in more detail, with the opposite poles opposite and generate a strong, homogeneous magnetic field in the air gap.

Um eine Verringerung der Bauhöhe zu erzielen, werden zweckmäßigerweise auch beim Grobsystem der Permanentrotor 14 und der Stator 16 flach ausgeführt. Abb. 3c zeigt die Anordnung der Magnete i und i' und der Spulenscheibe 4 im Schnitt senkrecht zur Achse 5.In order to achieve a reduction in the overall height, it is expedient Even with the coarse system, the permanent rotor 14 and the stator 16 are flat. Fig. 3c shows the arrangement of the magnets i and i 'and the coil disk 4 in a vertical section to axis 5.

Die Erfindung ist auch anwendbar bei Systemen, die nicht mit Gleichstrom, sondern mit Wechselstrom gesteuert werden. Ein derartiges Ausführungsbeispiel zeigt Abb.4. Hierbei stellt i einen dreipolig gewickelten Stator von solcher Höhe dar, daß in seinem Hohlraum zwei Rotoren :2 und 3 untergebracht werden können. Der Rotor :2 befindet sich auf Achse 8, welche die Schleifringe 9 trägt, und ist in üblicher Weise etwa bei io gelagert. Koaxial zum Rotor 2 befindet sich der in Spitzen gelagerte Rotor 3, dessen Achse 4 an der Stelle 5 gelagert ist und den Zeiger i i trägt. Beide Rotoren sind zweipolig gewickelt. Während die Wicklung des Rotors 2 ihre Spannung über die auf seiner Achse sitzenden Schleifringe 9 erhält,.wird die Zuführung zur Wicklung des Rotors 3 von biegsamen Leitungen 7 übernommen, welche die Wicklungen der beiden Rotoren unter Parallelschaltung elektrisch verbinden. Bei dieser Anordnung ist die übliche Schaltung vorausgesetzt, bei der die Rotoren eines Geber- und eines Empfängersystems mit einem Einphasen-Wechselstromnetz verbunden sind, während die in Stern oder Dreieck geschalteten Wicklungen der beiden Statoren, von denen der des Empfängersystems hier durch den Stator i dargestellt wird, sinngemäß miteinander verbunden sind.The invention is also applicable to systems that do not use direct current, but can be controlled with alternating current. Such an embodiment shows Fig 4. Here i represents a three-pole wound stator of such a height that in its cavity two rotors: 2 and 3 can be accommodated. The rotor : 2 is on axis 8, which carries the slip rings 9, and is more common Way about stored at io. The one mounted in tips is located coaxially to the rotor 2 Rotor 3, the axis 4 of which is mounted at point 5 and carries the pointer i i. Both Rotors are wound in two poles. While the rotor 2 is winding its tension via the slip rings 9 seated on its axis, the feed to the Winding of the rotor 3 taken over by flexible lines 7, which the windings of the two rotors electrically connected in parallel. With this arrangement the usual circuit is assumed, in which the rotors of an encoder and a Receiver system are connected to a single-phase alternating current network, while the in star or delta connected windings of the two stators, of which the of the receiver system is represented here by the stator i, mutatis mutandis are connected.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Remote display device with one in one magnetic Field rotatable rotor coupled with the indicator, on its winding from the outside A control voltage is applied via slip rings, characterized in that the slip rings connected to the winding ends of the rotor by flexible cables are arranged on the coaxial axis of a second rotor, which is under the influence the currents also controlling the first rotor have the same position as the first rotor strives to take and against the first rotor by a small, but so large angle rotatable 'is that caused by the friction on the slip rings Angle of error of the setting of the first rotor by the second rotor still passed will.

2. Remote display device according to claim i, characterized in that the Angle of rotation within which the two rotors can be rotated against each other, is limited by stops.

3. Remote display device according to claim i, characterized characterized in that the rotor coupled to the indicator consists of one or more There are coils, which are rotatably mounted around a stationary soft iron core.

4. Remote display device according to claim 3, characterized in that the second The rotor is designed as a permanent magnet, the stator of which is controlled by the control currents will.

5. Remote display device according to claim i, characterized in that the two rotors are in the same stator (Fig.4).