-
Einrichtung zur elektromotorischen Fernsteuerung eines Gegenstandes
mit großer Folgegeschwindigkeit des ferngesteuerten Gegenstandes und dessen genauem
statischem Einlauf in die Synchronlage mit dem Geber . Bekanntlich bereitet das
Einlaufen einer Steuerung in ihre Synchronlage Schwierigkeiten, wenn dies mit großer
Folgegeschwindigkeit bei gleichzeitig großer statischer Genauigkeit erfolgen soll.
Hierzu wird in der Regel eine Kontaktanordnung benutzt, bei der die Ruhestellung
der Kontakte abhängig ist von der Folgegeschwindigkeit. Ist letztere groß, so müssen
die Kontakte weit stehen, dann ist aber die statische Genauigkeit klein, ist`sie
klein, so können die Kontakte zwar eng stehen; die Steuerung neigt dann aber zu
Pendelungen.
-
Es ist weiterhin bekannt, _durch Änderung der Ankerspannung des Steuermotors
brauchbare Drehzahlstufen zu erhalten. - Abgesehen von großen Leistungsverlusten
und Platzbedarf der dabei erforderlichen Spannungsuntersetzungsmittel ist hierdurch
eine Drehzahluntersetzung bei Berücksichtigung noch einwandfreien Anlaufes und Normallast
nur in engen Grenzen möglich. Da bei entsprechender Unterspannung das Drehmoment
erheblich zurückgeht, dürfen auch keinerlei Belastungsschwankungen auftreten. Stellenweise
Getriebeschwergängigkeit würde jedenjedenfalls schon eine Betriebsstörung zur Folge
.falls Bei einer weiteren bekannten Einrichtung zur Ferneinstellung beliebiger Gegenstände
finden ein dauernd laufender Antriebsmotor und mehrere zwischen diesem und dem einzustellenden
Gegenstand angeordnete, durch Kontaktgabe am Empfänger eines Fernübertragungssystems
gesteuerte Elektromagnetkupplungen Verwendung. Damit die Verstellung des einzustellenden.
Gegenstandes mit verschiedenen Geschwindigkeiten erfolgen kann, ist für die niedrige
Geschwindigkeit nur eine einzige solche Kupplung eingeschaltet, während bei größeren
Abweichungen zwischen vorgegebener und nachgebildeter Bewegung mehrere Kupplungen
gleichzeitig eingeschaltet sind, die -dann einen einzustellenden Gegenstand über
ein Additionsgetriebe beeinflussen. Bei dieser bekannten Einrichtung findet also
ein ständig laufender Motor Verwendung, der demzufolge auch ständig Leistung verbraucht.
Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß dieses geschwindigkeitsändernde Mittel einen
sehr erheblichen. Aufwand an Einzelteilen und damit auch einen großen Platzbedarf
zur Folge hat.
-
Es ist weiterhin ein zweistufig in der Drehzahl verstellbarer Motor
mit willkürlicher Stufenwahl bekannt. Die beiden Drehzahlstufen
«:erden
dabei durch Steuerung eines irn :Motor eingebauten Planetengetriebes erreicht, die
durch einen ebenfalls im Motor eingebauten Magneten erfolgt. Der Motoi selbst weist
einen Verschiebeanker auf, der von dem Elektromagneten entgegen der Wirkung einer
Feder aus seiner normalen Ruhelage verschoben werden muß, um dadurch :die niedere
Drehzahlstufe einzuschalten. Die Einschaltung des Untersetzungsgetriebes erfolgt
dabei willkürlich, und zwar gleichzeitig mit dem Einschalten des Motors. Ein Verschiebeanker
versucht sich bekanntlich immer in die Mitte des Feldes einzustellen. Die hierbei
auftretende Kraft muß also vom Elektromagneten zusätzlich zur Federkraft noch überwunden
werden, und zwar so lange, wie die niedere Drehzahlstufe eingeschaltet ist. Es findet
demzufolge ein nicht umbeachtlicher ständiger Leistungsverbrauch statt. Beim Abschalten
des Elektromagneten läuft die Abtriebswelle dann mit der höheren Drehzahl. Nachteilig
ist noch, daß Verschiebeankermotoren einen abnormalen Motorenbau bedingen.
-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elektromotorischen Fernsteuerung
eines Gegenstandes mit großer Folgegeschwindigkeit des ferngesteuerten Gegenstandes
und dessen genauem statischem Einlauf in die Synchronlage mit dem Geber. Erfindungsgemäß
wird hierbei ein auf zwei Drehzahlstufen unter Elektromagnet- und Federwirkung einstellbarer
Motor durch ein zweistufiges, unter dem Einfluß der Größe der Fehlstellungen zwischen
vorgegebener und nachgebildeter Bewegung stehendes Kontaktwerk so gesteuert, d.aß
innerhalb des den Einlauf in die Synchronlage begünstigenden Langsamlaufbereiches
des Motors die Motorachse unter Wirkung :der Feder über einen Untersetzungsantrieb
den Gegenstand antreibt, während für größere Fehlbeträge zwischen den Bewegungen
der Elektromagnet die Unmittelbare Kupplung der Motorachse mit dem fern zu verstellenden
Gegenstand bewirkt.
-
Das Neue der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt also darin, daß ein
an sich bekannter, auf zwei Drehzahlstufen schaltbarer Motor in den Stufen mittels
Feder- und Elektromagnetwirkung so umschaltbar ist, daß er für die Lösung der Erfindungsaufgabe
mittels zweistufigen Kontaktwerkes verwendbar ist, nämlich für eine Einrichtung
für das Einlaufen einer ferngesteuerten Anlage in die Synchronlage mit dem Geber
mit großer Folgegeschwindigkeit bei gleichzeitig großer statischer Genauigkeit der
Schlußeinstellung.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
dargestellt. Es zeigt Fig. i den grundsätzlichen Aufbau der Steuerung, Fig. 2 den
Aufbau der Umschaltkupplung und Fig. 3 ein Schaltbild der Steuerung.
-
i ist der Geber und 2 der Empfänger eines an sich bekannten Fernübertragungssystems.
Mit dem Empfängeranker ist eine --,#ocken-Scheibe 3 verbunden, welche bei einer
Drehung derselben zunächst die Kontakte d. bzw. 5 und bei einer größeren Verdrehung
des Gebers i gegenüber dem Empfänger 2 die Kontakte 6 bzw. ; schließt, die auf einer
Scheibe 8 befestigt sind. Ein Steuermotor 9 stellt einmal über eine weiter unten
näher beschriebene Kupplungsvorrichtung io und ein Untersetzungsgetriebe i i die
Scheibe 8 nach und stellt gleichzeitig über ein weiteres Getriebe 1.2 einen Gegenstand
13 ein.
-
Die Rückstellung der Kontakte d. bis ; kann natürlich auch in anderer
an sich bekannter Weise erfolgen. Ebenso kann ein anderes zweistufiges Kontaktwerk
Verwendung finden, und weiterhin kann der Empfängeranker auch unmittelbar von der
Welle eines Gerätes, z. B. eines Rechengerätes, verstellt werden.
-
Der Motoranker 9 (Fig. 2) treibt einen Magnettopf 14 an, der eine
über zwei Schleifringe i5 und 16 gespeiste Spule 17 -trägt. Gleichzeitig
wird über ein aus den Stirnrädern 18, 19, 20 und 21 bestehendes Unter, setzungsgetriebe
eine Konushülse 22 angetrieben. Die Antriebsachse 23, die mit der Motorwelle keinerlei
starre Verbindung besitzt und frei in der Getriebe- und M agn.ettopfanordnung gelagert
ist, trägt an dem in den Magnettopf 1q. hineinragenden Ende eine Magnetankerscheibe
2q. aus Weicheisen, die bei Erregung der Spule 17 von derselben angezogen wird.
Um ein Kleben der Ankerscheibe 2..1. zu verhindern, ist auf ihrer Kupplungsseite
eine dünne Messingscheibe 25 aufgelötet. Auf der Antriebsachse 23 ist ferner ein
Konus 26 so befestigt, daß er 'bei angezogener Ankerscheibe 2¢ mit der Konushülse
22 gerade .außer Eingriff ist, während bei Abfall derselben durch eine Feder 2;
die aus den Teilen 22 und 26 bestehende Kupplung in Eingriff gebracht wird. Die
Kupplung läßt dabei einen elastischen Stufenwechsel :ohne Schwächung des Abtriebdrehmoment:es
zu.
-
In der Fig. 3 sind gleiche Teile mit denselben Bezeichnungen versehen.
wie in den vorhergehenden Figuren. Der Steuermotor 9 besitzt für Rechts- und Linkslauf
die beiden Erregerwicklungen 28 und 29. Mit 30 und 3, sind zwei Relais
bezeichnet, die je zwei Arbeitskontakte Sod und 3ob bzw. 3111 und 3ib sowie je einen
Ruhekontakt 30c bzw. 31c betätigen. Der Anschluß des Steuermotors 9
erfolgt
an die beiden Leitungen 3a und 33 einer Wechselstromquelle 34.
-
Da die Magnetspule 17 mit Gleichstrom erregt ist, ist ihr Anschluß
an die Wechselstromquelle 34 über einen Transformator 35 und eine Gleichrichteranordnung
36 erfolgt. Ist für die Speisung der Magnetspule von vornherein Gleichstrom vorhanden,
so können die Teile 35 und 36 in Wegfall kommen.
-
Wird der Empfängeranker :2 (Fig. i) entgegen dem Uhrzeigersinne verdreht,
so schließt die Nockenscheibe 3 zunächst den Kontakt 4 für den Feinbereich: Der
Kontakt 4 übernimmt dann-, wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, direkt die Motorsteuerung.
Wird die Verdrehung des Empfängerankers z größer, so spricht der Kontakt 6 an, während
der Kontakt q. wieder wirkungslos wird. Mit dem Schließen des Kontaktes 6 wird das
Relais 3o betätigt, wodurch die Kontakte 30"
und 30b geschlossen, 3oe dagegen
geöffnet werden. Das Schließen des Kontaktes 30b bewirkt einen Stromfluß in der
Magnetspule 17,
wodurch die Ankerscheibe 24 entgegen der Wirkung der Feder
27 angezogen wird, d. h. die Antriebsachse 23 läuft jetzt mit der gleichen Drehzahl
wie der Steuermotor g. Wird der Empfängeranker 2 in entgegengesetztem Sinne verdreht,
so wiederholt sich der obige Vorgang, nur daß jetzt die Kontakte 5 und 7, das Relais
31 und seine zugehörigen Kontakte wirksam wenden und sich die Drehrichtung des Motors
g umkehrt.
-
Der Hub des Kupplungsmagneten 17, 24 und das damit verbundene
Verschieben der Antriebsachse 23 beim Umkuppeln kann sehr klein gewählt werden,
wodurch der Kupplungsvorgang vollkommen stoßfrei vor sich geht. Es genügt beispielsweise
hierfür schon ein Hub von 0,3 mm. Die Kupplungsvorgänge selbst erfolgen weich
und elastisch ohne ruckartige Beschleunigung oder Verzögerung, da in beiden Fällen
die Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsmomente durch Gleiten der Kupplungselemente
abgefangen werden. Wenn die erfindungsgemäße Steuereinrichtung von der großen Folgegeschwindigkeit
über die kleine Folgegeschwindigkeit in ihre Synchronlage einläuft, ergibt sich
ein Einpendeln von höchstens einer Schwingung.
-
Es ist selbstverständlich dafür Sorge zu tragen, daß Konushüls,e a2
und Konus 26
hinsichtlich ihres Neigungswinkels einwandfrei übereinstimmen.
Erforderlichenfalls können auch noch besondere Materialien auf die beiden Kupplungsteile
aufgebracht werden. Für viele Fälle kann es, auch zweckmäßig sein, :dieumlaufenden
Kupplungselemente und das Untersetzungsgetriebe ganz oder teilweise im Steuermotor
unterzubringen, was sich durch Verlängerung seines Gehäuses ermöglichen läßt.