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Drehzahlmeßanlage Es ist bereits ein Geber für D@rehzahlfernmeß; anlagen
vorgeschlagen worden, dessen der Drehzahl proportionale Spannung als Maß für die
Drehzahl benutzt wird. Um zwei oder mehr Anzeigegeräte von einem einzigen Geber
ohne gegenseitige Störung speisen zu können, war nachdem früheren. Vorschlag der
Geber mit zwei oder mehreren einem gemeinsamen Anker zugeordneten, ganz oder teilweise
elektrisch getrennten und magnetisch entkoppelten- Wicklungen versehen, die zur
Speisung unabhängiger Meßsysteme dienten. Als solche kamen neben Drehzahlmessern
auch Geschwindigkeitsmesser oder andere Geräte in Frage.
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Derartige Einrichtungen haben die Eigenschaft, daß die Angabe der
Anzeigegeräte sehr wesentlich von dem Maß der Belastung des Gebers, der zum Teil
große 'Spannabfälle erleiden kann, abhängt. Es wurde daher bisher gewöhnlich so
verfahren, daß jeder Wicklung ein ganz bestimmtes Verbrauchsgerät oder auch deren
mehrere zugeordnet wurden, wobei etwaige Einflüsse der Zuleitungen oder sonstiger
angeschlossener Belastungen sowie Temperatureinflüsse durch einstellbare Vorschaltwiderstände
ausgeglichen wurden. Dies hat aber infolge des nur für den einen Fall gültigen Abgleichs
eine schwierige Lagerhaltung der einander zuge-,ordneten Teile zur Folge und macht
bei Beschädigungen eines der Teile den Ausbau der gesamten Anlage, insbesondere
auch des Gebers, der nicht immer leicht ist, und einen neuen Abgleich
beim
Hersteller notwendig. Auch können beim Benutzer leicht Verwechslungen der Wicklungen
bzw. Stromkreise vorkommen.
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Es ist auch schon bekannt, einen Temperaturausgleich durch Widerstandskombinationen
von konstanten und stark temperaturempfindlichen Widerständen herbeizuführen. Dieser
Temperaturausgleich galt jedoch immer nur für einen btstimmten Geber oder .ein bestimmtes
Anzeigegerät, ohne daß diese unter sich in beliebiger Weise austauschbar waren.
Entsprechendes gilt für Geber, bei denen in bekannter Weise, z. B. durch einen regelbaren
magnetischen Nebenschluß, lediglich die Spannung, nicht aber die übrigen elektrischen
Werte, auf einen bestimmten Werteingestellt werden. Die Schwierigkeiten der Lagerhaltung
hestehen in diesen Fällen nach wie vor.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe ge'ste'llt, die geschilderten Nachteile
dadurch zu vermeiden, daß bei Drehzahlmeßanlagen der erwähnten Art zwecks beliebiger
Vertauschbark .eit von Gebern und gegebenenfalls Verbrauchern die getrennten Wicklungen
aller Geber und gegebenenfalls auch die Verbraucher durch Reihen- und Parallelwiderstände
zu den Anschlußklemmen jeweils elektrisch untereinander in bezug auf die Arbeitskennlinion
völlig gleich und ferner in an sich bekannter Weise temperaturunabhängig gemacht
sind.
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Hierdurch wird erreicht, daß nunmehr jeder Geber ohne besondere Messungen
oder Anpassungen durch einen anderen Geber hersetzt werden kann und daß auch die
besonderen Betriebsverhältnisse, insbesondere die sehr stark wechselnden Temperaturen,
welche bei den vorkommenden Temperaturschwankungen bisher bis zu 30 0lo Fehlanzeige
hervorrufen können, praktisch keinen störenden Einfluß mehr auf die Genauigkeit
der Anzeige haben. Eine sehr vorteilhafte Möglichkeit, den Temperaturausgleich über
einen weiten Temperaturbereich zu erzielen, besteht darin, daß in Reihe mit jeder
Einzelwicklung des Gebers die Parallelschaltung eines konstanten Widerstandes und
eines Widerstandes mit negativer Temperaturabhängigkeit geschaltet ist, die so bemessen
sind, daß die Widerstandszunahme der Wicklungen selbst bei extremen Temperaturänderungen
stets ausgeglichen ist. Für sehr weite Temperaturänderungen wird zu .eckmäßig mit
-dem temperaturempfindlichen Widerstand, einem sogenannten Heißleiter, noch ein
konstanter Hilfswiderstand in Reihe :geschaltet.
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Infolge von Unterschieden des Magnetmaterials permanenter hochkoerzitiver
Magnete, wie sie in der Regel für die Herstellung des Geberankers benutzt werden
sowie durch verschiedene Luftspalte oder Unterschiede in den Windungszahlen der
Wicklungen ergeben sich Unterschiede der von verschiedenen Gebern gelieferten Spannungen.
Solche Unterschiede können aus den angegebenen Gründen auch innerhalb eines einzelnen
Gebers zwischen den einzelnen Wicklungen auftreten. Diese Unterschiede; die bei
Nichtbeachtung zu einer Fehlanzeige der an-,geschlossenen Instrumente führen würden,
werden dadurch vermieden, daß an den Geber hinter der in Reihe geschalteten Temperaturausgleichskombination
ein Hilfsbelastungswiderstand von solchem Wert angeschlossen ist, daß die effektive
Leerlaufspannung des Gesamtgebers gleich der niedrigsten vorkommenden Maschinenspannung
,einer Typenreihe ist.
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In dieser Form sind .die verschiedenen Kreise aber immer noch nicht
ganz elektrisch gleichwertig, da sie noch einen verschiedenen Eigenwiderstand bzw.
Kurzschlußstrom oder Spannungsabfall bei Belastung besitzen können. Um auch diesen
auszugleichen, wird in Reihe mit der Gesamtanordnung noch ein Hilfswiderstand von
solcher Größe geschaltet, daß der Generatorwiderstand einen für alle Maschinen gleichen
Wert annimmt. In dieser Form kann jeder Geber mit jeder Wicklung unter beliebigen
Betriebsverhältnissen benutzt und gegen jeden anderen Geberoder andere Wicklung
ausgetauscht werden.
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Es hat sich nun gezeigt, daß vor allem über längeren Betriebszeiten,
durch Erschütterungen oder sonstige Störeinflüsse eine wenn auch verhältnismäßig
geringe Abnahme der Magnetkraft des permanenten, gewöhnlich glatten, mit aufmagnetisierten
Polen versehenen Magnets eintreten kann, die eine Nacheichung erforderlich macht.
Um in diesen Fällen auf einfache Weise und :ohne Eingriff in die verschiedenen Abgleichmittel
der einzelnen Wicklungen eine Wiederherstellung des früheren Zustandes zu ermöglichen,
ist im Geber ein bei Meßinstrumenten an sich bekannter, veränderlicher magnetischer
Nebenschluß vorgesehen, durch dessen Annäherung oder Entfernung an den Anker der
Magnetfluß auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann. Diese Änderung wirkt
sich genau proportional und in gleicher Weise auf sämtliche Wicklungen des Gebers
aus, so daß die übrigen Abgleichmittel unverändert bleiben können.
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Die Anbringung des Temperaturausgleichs ergibt nach eine weitere Möglichkeit
der Ausnutzung des Gebers, nämlich zur Temperaturmessung. Diese kann in sehr vorteilhafter
und üinfa@cher Weise und ohne zusätzlichen Aufwand am Geber dadurch erfolgen, daß
die an den Enden .einer Wicklung unmittelbar abgenommene und die hinter dem Temperaturabgleich
derselben :oder einer anderen Wicklung abgenommene Spannung in einem Quotientenmess.er
zur Anzeige gebracht werden.
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In allen betrachteten Fällen ist es von b@esonderem Vorteil, die temperaturempfindlichen
Widerstände in unmittelbarer Nähe der Geberwicklungen anzuordnen. Da die Heißleiter
sich in Form flacher Plättchen herstellen lassen, können sie in sehr einfacher Weise
in den 'Spalt zwischen zwei Wicklup,gen eingeschoben und nach Bedarf durch Vergußmasse
fest eingebettet werden, da es ja gerade ihre Aufgabe ist, die Temperatur der Wicklungen
möglichst schnell und genau anzunehmen.
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Die Erfindung wird an Hand der Figuren noch näher erläutert. Von diesen
zeigt Fig. i das Schema eines Gebers mit zwei Wicklungen, an die mehrere Verbraucherkreise
angeschlossen sind,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Stator eines
Gebers mit eingebettetem Heißleiter.
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In Fig. i ist i ein Geber, dessen Wicklungen 2 und 3 gemeinsam an
den Anschluß 4 gelegt sind, während die beiden anderen Enden 5 und 6 getrennt herausgeführt
sind. In Reihe mit der Wicklung 2 liegt ein temperaturunabhängiger Widerstand 7,
dem ein Heißleiter 8 in Reihte mit einem konstanten Widerstand 9 parallel geschaltet
ist. Die Widerstände sind so bemessen (was durch Probieren oder durch Berechnung
erreicht werden kann), daß die Widerstandsabnahme der Gesamtkombination 7, 8, 9
den gleichen, fast gradlinigen oder schwach gekrümmten Verlauf aufweist, wie @er
mit umgekehrtem Vorzeichen der Widerstandszunahme der Kupferwicklung 2 bei den gleichen
Temperaturverhältnissen zu eigen ist. Eine entsprechende Kombination i o, i i, 12
erhält auch die Wicklung 3, so daß also beide Wicklungen an den Punkten 4, 13 bzw.
4, 1.4 eine Spannung liefern, die bei angeschlossener Belastung sich nicht ändert,
auch wenn die Temperatur in weiten Grenzen, z. B. innerhalb eines Bereichs von i
oo°, sich ändert. Die Leerlauf- und Belastungsspannungen sind dabei. aber noch nicht
notwendig untereinander gleich, Um auch das zu erzielen, wird einer oder beiden
Wicklungen zwischen den Punkten 4 und 13 bzw. 4 und 14 ein Hilfsbülastungswiderstand
15 bzw. 16 zugeordnet, welcher die Aufgabe hat, einen künstlichen Spannungsabfall
bis auf den gewünschten Sollwert der Leerlaufspannung herbeizuführen.
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Aber auch in dieser Form sind die beiden Stromkreise einander noch
nicht völlig gleichwertig. DIes ist vielmehr erst dann der Fall, wenn in Reihe mit
jeder Gesamtanordnung noch ein Widerstand 17 bzw. 18 gelegt wird, der .so zu bemessen
ist, daß der effektive Generatorwiderstand einem für alle Maschinen gleichen Sollwert
entspricht, so daß außer gleicher Leerlaufspannung auch noch gleiche Belastungscharakteristik
und gleicher Kurzschlwßstrom vorliegt. Nunmehr sind die beiden Geberwicklungen an
den Anschlüssen. 4 und 18 bzw. 4 und i 9 untereinander wie auch im Vergleich zu
anderen Maschinen der gleichen Gattung völlig gl@eichvvertig und austauschbar. Demgemäß
ist es auch für den Abnehmer völlig gleichgültig, ob er die Anzeigeinstrumente 2o
und 21 an die Beine oder die andere Wicklung anschließt.
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Da jedoch nicht nur der Geber, sondern auch die Anzeigeinstrumente
Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, die eine Widerstandsänderung des Verbrauchers
und damit eine Fehlanzeige hervorrufen können, ist auch für den Abgleich der Verbraucher
durch die Widerstandskombinationen 22, 23 und 24, 25 gesorgt. Ebenso können im Verbraucherkreis
Reihenwiderstände 26 oder 27 oder Parallelwiderstände 28, 29 vorgesehen werden,
um alle Verbraucherkreise auf ein und denselben Widerstandswert abzugleichen. Hier
genügt im allgerneinen aber für jeden Kreis ,entweder nur ein Parallelwiderstand
oder nur ein Reihenwiderstand.
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An den Stromkreis der Wicklung 3 ist in dem Beispiel der Fig. i zur
Temperaturmessung des Gebers oder seiner Umgebung noch ein Quotientenmeßg-erät
30 angeschlossen, dessen eine Wicklung 31 über eine die Widerstandsänderungen
der Wicklung 31 ausgleichende Heißleiterkombination 32, 33 von der an den Punkten
¢ und i g hinter dem Temperaturausgleich der Wicklung 3 abgenommenen Spannung gespeist
wird. Die andere Wicklung 34 liegt über die Heißleiterkombination 35, 36, die der
Wicklung 3 ¢ zugeordnet ist, unmittelbar an den Klemmen 4 und 6 der Wicklung 3.
Die Wicklung 31 wird somit von einer temperaturunabhängigen, die Wicklung 34 von
einer temperaturabhängigen Spannung gespeist. Hierbei ist natürlich Voraussetzung
und muß gegebenenfalls künstlich dafür gesorgt werden, daß merkbare Ströme fließen,
da im Leerlauf die Spannungen vor und hinter dem .Temperaturausgleich sein würden.
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Neben dem Anker des Gebers i ist ein magnetischer Nebenschluß in Gestalt
einer Weicheisenplatte 37 vorgesehen, die mit Hilfeeiner Schraubspinde138 dem Anker
genähert oder ihm entfernt werden kann. Dies ermöglicht eine Veränderung des Gesamtmagnetflusses
und daher auch eine betriebsmäßig leicht durchführbare Nacheichung des Gesamtgebers
ohne Veränderung der zahlreichen Abgleichwiderstände, die nur einmal bei der Herstellung
eingestellt werden.
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Wie die Heißleiter zweckmäßig im Geber unterzubringen sind, ist in
Fig. 2 angedeutet. Hier sind zwei Einzelspulen 39, 4o dargestellt, die zwischen
sich bereits aus Gründen der Herstellung einen Raum frei lassen, in den der plättchenförmige
Heißleiter 41 eingeschoben ist. Es handelt sich dabei um die Heißleiter 8 bzw. i
i der Fig. i, während natürlich die übrigen Heißleiter 23, 25, 33, 35 jeweils möglichst
in der Nähe der zugeordneten Verbraucherelemente 2o, --1, 30, 31 liegen sollen.
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Durch die Erfindung ist es möglich, jeden Geber in bezug auf seine
Einzelwicklungen wie auch alle Geber gleicher Art untereinander völlig gleichartig
und von allen äußeren Einflüssen frei zu halten und Fehlanzeigen zu vermeiden.