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Verfahren und Einrichtung zum Einstellen zweier umlaufender Wellen
auf gleiche Umdrehungszahl und Phase Es tritt bei vielen Einrichtungen der Technik
die Aufgabe auf, zwei umlaufende Wellen auf gleiche Tourenzahl und Phase einzuregeln.
Dies ist insbesondere bei Anzeigegeräten, wie z. B. Echolotanzeigegeräten, der Fall,
mit denen ein oder mehrere anzeigende oder registrierende Tochtergeräte gekuppelt
sind. Ebenfalls tritt diese Aufgabe bei der -Steuerung eines Fernschreibers durch
einen Geber auf. Bei der Lösung dieser Aufgabe stößt man insbesondere dann auf Schwierigkeiten,
wenn es sich um schnell umlaufende Wellen handelt, wie sie z. F. bei Nipkowscheiben
oder Spiegelrädern von Fernsehanlagen oder bei Schreibwalzen von Fernschreibern
oder bei Kurzzeitmessern und Anzeigegeräten für Echolotanlagen benutzt werden. Insbesondere
tritt die geschilderte Aufgabe bei solchen Echolotanlagen auf, bei denen mit einer
mit einem umlaufenden Schauzeichen arbeitenden Anzeigevorrichtung eine zweite gleichartige,
an einem anderen Orte des Schiffes aufgestellte Vorrichtung oder eine Registriervorrichtung
gekoppelt werden soll.
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Die bisher beschrittenen Wege zur Lösung der Aufgabe bestand entweder
in Fliehkraftreglern, deren Regelung jedoch insbesondere für Echolotzwecke unzureichend
ist, oder in elektrischen Maßnahmen, durch die zwei elektrische Schwingungskreise,
die mit den umlaufenden Wellen gekuppelt waren, auf gleiche Schwingungszahl und
Phase gebracht wurden. Der zweite Weg gestattete zwar eine hinreichende Genauigkeit,
erforderte aber einen verhältnismäßig großen Aufwand.
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Ein neuer Weg, der beträchtlich einfacher ist und eine hinreichende
Genauigkeit besitzt, wird durch die Erfindung beschritten. Gemäß der Erfindung ist
mit jeder der beiden auf gleiche Umdrehungszahl und Phase einzuregelnden umlaufenden
Wellen eines Anzeigegerätes
und eines Tochtergerätes ein ungleichförmig
geteiltes Zahnrad mittelbar oder unmittelbar gekuppelt, die beide unter sich jedoch
kongruent sind und während der Um drehung in Deckung gehalten werden. Sobald die
beiden Zahnräder in Deckung sind, befinden sich die beiden umlaufenden Wellen auf
gleicher Umdrehungszahl und Phase, sofern die beiden Zahnräder richtig eingestellt
sind, was vor Beginn des Umlaufs der Welle ein für allemal eingerichtet werden muß.
Das Indeckunghalten der beiden Zahnräder kann entweder durch unmittelbare, beispielsweise
stroboskopische Beobachtung erfolgen und ein Außerdeckungliommen der beiden Zahnräder
von Hand durch Verstellen des Xntriebsmotors der einen Welle korrigiert werden,
oder es können elektrische Kontakte vorgesehen sein, die durch die Zähne der beiden
Zahnräder betätigt werden und von denen der Xntriebsmotor der einen Welle selbsttätig
gesteuert wird.
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Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht mit den bekannten zur
Synchronisierung von Bildübertragungsgeräten dienenden Tonrädern zu verwechseln,
bei denen ebenfalls auf den zu synchronisierenden Wellen laufende magnetisierbare
Zahnräder angeordnet sind, die bei Abweichung beschleunigende oder verzögernde Wirliung
aufeinander ausüben. Die Tonräder sind im Gegensatz zu den Zahnrädern nach der Erfindung
gleichmäßig geteilt, so daß durch sie nur ein Svnchronismus, jedoch keine gleiche
Phase zu erreichen ist.
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In der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens
nach der Erfindung beispielsweise dargestellt. I und 2 bedeuten die beiden umlaufenden,
auf gleiche Umdrehungszahl und Phase einzuregelnden Wellen, auf denen unmittelbar
zwei Zahnräder 3 und 4 angeordnet sind, deren Teilung der Zähne unter sich gleich
ist und einen monotonen Gang besitzt; es ist insbesondere zweclimäßig, die Teilung
ungefähr logarithmisch auszuführen. Die beiden Zahnräder sind aus einem magnetisierbaren
Material, insbesondere Eisen, und beeinflussen zwei Induktionsspulen 5 und 6, -die
an ihrer Peripherie fest im Raum angeordnet sind. Die beiden Spulen sind gegeneinandergeschaltet,
so daß der in ihnen von den vorbeilaufenden Zähnen erzeugte Wechselstrom dann und
nur dann von Null verschieden ist, wenn die Zähne nicht in Deckung miteinander sind.
Sobald die Zähne nicht in Deckung sind und infolgedessen ein Strom in den Spulen
5 und 6 fließt, entsteht an einem Widerstand 7 ein Spannungsabfall, von dem eine
Spannung abgegriffen und an das Gitter einer Vorverstärkerröhre 8 gelegt werden
kann. Bei genügend großer Wechsel spannung kann die Wechselspannung direkt an die
Gitter der Ventilröhren gelegt werden. Die vorverstärkte Wechsel spannung gelangt
über einen Kondensator g und die Widerstände Io und ii an das Gitter zweier Ventilröhren
I3 und 14.
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Die beiden Ventilröhren 13 und 14 liegen parallel zur Ankerwiddung
des .Nntriebsmotors 15 der Welle 2. Der Antrieb der Welle 2 erfolgt durch den Motor
15 über zwei Reibräder I6 und 17. I8 bedeutet die Feld wicklung des Motors I5, die
mit der Ankerwicklung in Reihe liegt und an eine gleiche stromquelle 19 angeschlossen
sind.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung nach der Erfindung ist folgende.
Sobald die beiden Zahnräder 3 und 4 außer Deckung kommen, entsteht ein Wechselstrom
in den beiden Spulen 5 und 6 und ein Spannungsabfall an dem Widerstand 7. Hierdurch
werden die beiden Ventilröhren 13 und 14 undurchlässig und sperren den Nebenschluß
für die Ankerwicklung des Motors 15. Die Größe dieses Nebenschlusses läßt sich noch
durch einen Widerstand 22 auf einen günstigsten Wert einstellen. Der geregelte Motor
in läuft so lange schneller, bis die Zahnräder 3 und 4 in Dekkung sind. In diesem
Augenblick hört die Wechselspannung an dem Spannungsteiler 7 auf, und ein Teil d,esAnkerstromes
fließt ülJer die in Xebenschluß geschalteten Ventilröhren.
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Dadurch läuft der Motor 15 so lange langsamer, bis die durch die Zahnräder
3 und 4 in den Spulen 5 und 6 erzeugte Wechselspannung die Höhe erreicht hat, welche
notwendig ist, um die Ventilröhren I3 und 14 so weit zu schließen, bis der Motor
die gewünschte Drehzahl besitzt.
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Es ist zweckmäßig, mit jeder der beideii Wellen t und 2 außerdem
noch zur Grob regelung je einen Fliehkraftregler zu kuppeln, damit durch die Einrichtung
nach der Erfin dung nur eine Feinregelung bewerkstelligt zu werden braucht.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt. Der geregelte Motor kann auch mit Wechselstrom betrieben werden. Die
Ventilröhren werden dann so geschaltet, daß die Rathode der ersten mit der Anode
der zweiten Röhre verhunden wird. Die Ankoppelung der Vorröhre 8 mit den Ventilröhren
mu13 dann über einen Übertrager erfolgen. Auch können die Ventilröhren in Reihe
mit dem Antriebsmoto gelegt werden.
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Ferner können die elektrischen Kontakte anders als im Ausführungsbeispiel
gestaltet sein. Es können anstatt der Induktionsspulen 5 und 6 mechanische Kontakte
vorgesehel: sein, die unmittelbar durch die Räder durch Anschlag betätigt werden.
Es können schließlich
Lichtsperrenkontakte vorgesehen sein, bei
denen ein auf eine Photozelle treffender Lichtstrahl durch die Lücken der Zähne
der Zahnräder 3 bzw. 4 hindurchgeht, jedoch von ihren Zähnen abgedeckt wird, so
daß auch auf diese Weise ein Wechselstrom in den Photozellen hervorgerufen wird,
der in ähnlicher Weise wie in dem Ausführungsbeispiel geschaltet ist und zur Steuerung
des Antriebsmotors der einen Welle benutzt wird.
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PATENTANSPR8CHE: I. Verfahren zum Einstellen der Umdrehungen zweier
umlaufender Wellen auf gleiche Umdrehungszahl und Phase zur Kopplung eines umlaufenden
Gerätes mit einem oder mehreren gleichartigen oder registrierenden Tochtergeräten,
beispielsweise Echolotschreibern oder ähnlichen Fernschreibern, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei ungleichförmig geteilte, unter sich kongruente Zahnräder, die je mit einer
der beiden Wellen unmittelbar oder mittelbar gekuppelt sind, dadurch in Deckung
gehalten werden, daß sie mittels ihrer Zähne magnetische, elektrische oder sonstige
Kontakte betätigen und bei Abweichung von der Gleichzeitigkeit dieser Kontaktbetätigung
aufeinander eine beschleunigende oder verzögernde Wirkung ausüben.