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Getriebekaskade zur Umformung von Impulsen in einen bleibenden Ausschlag
Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebekaskade zur Umformung von Impulsen in
einen bleibenden Ausschlag oder in eine gleichmäßige Geschwindigkeit. Es ist bekannt,
Impulse dadurch in einen bleibenden Ausschlag eines Meßgeräts überzuführen, daß
man sie durch eine Kaskade von Kondensatoren und Widerständen mehr und mehr in Gleichstrom
umformt. Ferner werden nach einem früheren Vorschlag Impulse durch eine Kaskade
von Kraftspeichern und Wirbelstrombremsen in eine vergleichmäßigte Geschwindigkeit
umgewandelt. Dieser Kaskade werden die Impulse beispielsweise durch einEmpfarngsrelais
in Form von Drehwegen zugeführt. Diese bekarmte und ältere Vorrichtung leidet an
dem -Mangel, daß die letzte Stufe der Kaskade nur sehr wenig Kraft abgeben kann.
,Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen Mangel zu beseitigen. Erfindungsgemäß geschieht
dies dadurch, daß der erste Teil eines ersten Differentialgetriebes in dem einen
Sinne von einem Impulsempfänger fortgeschaltet, der zweite Teil des Getriebes im
entgegengesetzten Sinne von einem Hilfsmotor angetrieben wird, während der dritte
Teil einen Spannungsteiler für den Hilfsmotorkreis verstellt, daß der zweite Teil
des ersten Differentialgetriebes in dem einen Sinne den ersten Teil eines weiteren
Differentialgetriebes verstellt, dessen zweiter Teil im entgegengesetzten Sinne
von einem zweiten Hilfsmotor angetrieben wird und dessen dritter Teil einen Spannungsteiler
für den Stromkreis des zweiten Hilfsmotors verstellt, und daß der zweite Teil des
zweiten Differentialgetriebes
seinerseits wieder mit dem ersten
Teil eines weiteren Differentialgetriebes verbunden ist usw. und daß der dritte
Teil des letzten Differentialgetriebes außer mit einem Spannungsteiler für den Stromkreis
des letzten Hilfsmotors noch mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ist oder der
letzte Hilfsmotor den Antrieb für die vergleichmäßigte Geschwindigkeit bildet. Um
mit weniger Kaskadenstufen das gewünschte Ziel zu erreichen, oder um bei gleicher
Zahl von Kaskadenstufen die Aufgabe vollkommener zu lösen, kann man die Anordnung
so treffen, daß der Impulsempfänger, der die erste Getriebekaskade bildet, aus einem
mit dem ersten Teil des ersten Differentialgetriebes verbundenen Motor bestellt,
der durch ein Relais beim Eintreffen eines Impulses jeweils für einen bestimmten
Umlaufweg freigegeben wird, und daß die Geschwindigkeit dieses Motors derart eingestellt
ist, daß er bei der höchsten zu erwartenden Impulszahl noch die anfallenden Drehwege
zurücklegen kann. Eine weitiere Vergleichmäßigung ergibt sich dadurch, daß dem ersten
Teil des ersten Differentialgetriebes außer einem den eintreffenden Impulsen entsprechenden
Verstellweg noch eine zeitlich unveränderliche Geschwindigkeit beispielsweise mittels
eines vorgeschalteten Differentialgetriebes überlagert wird, die gegebenenfalls
beim letzten Glied der letzten Kaskade durch ein Differentialgetriebe wieder abgezogen
wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Ein die Impulse empfangendes elektrisches Schrittschaltwerk i (Fig.
i) schaltet schrittweise in der Pfeilrichtung den ersten Teil 2 eines ersten Differentialgetriebes
3 fort, dessen zweiter Teil 4 in entgegengesetztem Sinne von einem Hilfsmotor 5
angetrieben wird und dessen dritter Teil 6 den Kontaktarm 7 eines Spannungsteilers
8 für den Stromkreis des Motors 5 verstellt. Der Motor 5 treibt im Pfeilsinne den
ersten Teil g eines zweiten Differentialgetriebes io an, dessen zweiter Teil ii
im entgegengesetzten Sinne von einem weiteren Motor 12 angetrieben wird und dessen
dritter Teil 13 wieder den Kontaktarm 14 eines weiteren Spannungsteilers 15 verstellt.
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Schließlich treibt auch der Hilfsmotor 12 wieder einen ersten Teil
16 eines dritten Differentialgetriebes 17 an, dessen zweiter Teil 18 in entgegengesetztem
Sinne von einem weiteren Hilfsmotor ig angetrieben wird und dessen dritter Teil
2o, außer mit einem Kontaktarm 21 für einen Spannungsteiler 22 noch mit einem über
einer Skala 23 laufenden Zeiger 24. verbunden ist. Der Motor ig treibt ferner einen
Impulsgeber 25 an.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Bei der Erläuterung wird auf
die Fig.2 Bezug genommen, in .der in Abhängigkeit von -der Zeit t die Weges
der
Kaskadenstufen aufgetragen sind. Trifft bei dem Relais i ein Impuls ein, so wird
der Differentialgetriebeteil 2 um ein Wegstück so fortgeschaltet. Das gleiche gilt
für alle weiteren eintreffenden Impulse. Dadurch wird der Arm 7 des Spannuligsteilers
8 im Pfeilsinne verschwenkt, also beispielsweise in die gezeichnete Stellung gebracht.
Der Motor 5 beginnt nun zu laufen, sein Drehweg ist durch die Kurve 5o (Fig. 2)
dargestellt. Er läuft zunächst schneller, dä. aber durch die dabei bewirkte Drehung
des Differentialgetriebet-eils 4 in der Pfeilrichtung der Arm 7 entgegen der Pfeilrichtung
der Nullstellung genähert wird, geht die Drehzahl allmählich zurück, d. h. die Kurve
5o flacht sich allmählich ab, bis durch Eintreffen eines neuen Impulses über den
Differentialgetriebeteil 2 der Arm 7 wieder in der Pfeilrichtung verstellt wird
usf. Der Motor 5 verstellt gleichzeitig über den Differentialgetriebeteil g den
Arm 4 in: der Pfeilrichtung und setzt dadurch den Motor 12 in Gang, der nun über
den Differentialgetriebeteil i i und 13 wieder den Arm 14 in die Nullstellung zurückzudrehen
sucht. Bevor dies aber gelingt, ist durch den Motor 5 der Differentialgetriebeteil
g schon wieder weitergedreht worden. Der Drehweg 12o des Motors 1 2 zeigt deshalb
einen schon mehr geradlinigem Verlauf. Entsprechendes gilt für das dritte Differentialgetriebe
17 und den Motor 19, dessen Drehweg igo schon fast geradlinig verläuft. Im
Beharrungszustand dreht der Motor i9 den Differentialgetriebeteil in der Pfeilrichtung
stets um den gleichen Betrag, um den der Differentialgetriebetei116 in entgegengesetzter
Richtung vom Motor 12 gedreht wird. Der Arm 21 und der Zeiger 24 bleiben deshalb
praktisch in Ruhe. Der Kon.taktgeber25 läuft mit annähernd gleichförmiger Geschwindigkeit.
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Diese ausgleichende Wirkung der Kaskade ergibt sich auch, wenn beispielsweise
wie bei Summenmeßeinrichtungen die Impulse in unregelmäßiger Folge eintreffen.
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Damit nicht durch Spannungsschwankungen die vergleichmäßigendeWirkung
der Kaskade gestört wird, kann man Motoren verwenden, deren Drehzahl von der Spannung
unabhängig ist. Ein solcher Motor ist schematisch in der Fig. 3 dargestellt, und
zwar handelt es sich um .einen Ferrarisinotor, wie er für #,Vechelstromzähler üblich
ist. Das Triebsystem wird von den beiden Wicklungen 5 1, 52 erregt. Der Fluß der
Wicklung 52 ist beispielsweise durch eine Kurzchlußbrille 53 belastet, um die für
die Drehmomentbildung erforderliche Phasenverschiebung der Triebflüsse herbeizuführen.
Die Wicklung 52 ist über den Alm 7 an den Spannungsteiler 8 (vgl. auch Fig. i) angeschlossen.
Ein von der Wicklung 54 erregter Elektromagnet dämpft die Scheibe ab.
Da in der Formel für .die Drehzahl eines solchen Motors das Quadrat der Spannung
sowohl im Zähler wie im Nenner wiederkehrt, hebt sich der E'influß der Spannung
weg. Die Drehzahl des Motors ist also praktisch voll der Spannung unabhängig und
wird auschließlich durch die Stellung des Arms 7 bestimmt.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sich auch sehr unregelmäßig
eintreffende Impulse mit verhältnismäßig wenig Kaskadenstufen in einen bleibenden
Anschlag bzw. in eine gleichmäßige Geschwindigkeit bzw, kontinuierliche Bewegung
umformen lassen. Gegenüber bekannten Anordnungen mit
Kondensator-
und Wid;.rstandsschaltungen oder mit Kraftspeichern und Wirbelstrombremsen ergibt
sich noch der besondere Vorteil, daß die letzte Stufe ohne weiteres eine genügende
Kraft abgibt, ja daß die Kraft von Stufe zu Stufe sogar gesteigert werden kann,
weil die einzelnen Stufen wie Kraftverstärkergetriebe wirken. Man kann also mit
dem Zeiger 2q. auch unmittelbar Schalter, Getriebe od. dgl. betätigen, die zu ihrer
Betätigung eines größeren Kraftaufwandes bedürfen.