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Vorrichtung zur elektrischen Ferneinstellung eines beliebigen Gegenstandes
mittels Geberwiderstand, Empfängerwiderstand und Differentialrelais zur beschleunigten
Einstellung des Empfängers Das Hauptpatent betrifft eine Fernsteuervorrichtung,
bei welcher Geber und Empfänger geschlossene, unbegrenzte Drehbewegungen ausführen
können, und bei der die selbsttätige Bewegung des Empfängers durch polarisierte
Differentialrelais gesteuert wird, die einerseits von der Geberstellung, andererseits
von der Empfängerstellung beeinflußt werden. Nach dem Hauptpatent wird bei derartigen
Einrichtungen die zum Einstellen benötigte Zeit dadurch verkürzt, daß außer den
normalerweise zur Steuerung dienenden, gegebenenfalls voneinander abhängigen Relais
ein weiteres ungerichtetes Differentialrelais vorgesehen ist, das erst bei einer
Stellungsdifferenz zwischen Geber und Empfänger anspricht, die etwa einem halben
Umlauf des Empfängers entspricht, und das die Drehrichtung des Empfängers umkehrt,
so ddßdieser auf dem kürzesten Weg der Sollstellung zueilt.
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Ferner sind zur Ermöglichung einer genaueren Einstellung Geber- und
Empfängerwiderstand in Fein- und Grobstufen unterteilt, die nacheinander zur Wirkung
kommen. Der Antrieb des Empfängers erfolgt dabei vorzugsweise durch zwei gegenläufige
Elektromotoren, deren. Anker hintereinandergeschaltet sind und parallel zu einem
Potentiometer mit drei Abgriffen liegen, wobei der Ankerverbindungspunkt bei Ruhestellung
der Motorschaltrelais mit dem Mittelabgriff, dagegen, solange Geber und Empfänger
noch nicht gleiche Stellung zeigen, mit einem der beiden äußeren Abgriffe verbunden
ist. Bei Ansprechen des zusätzlichen ungerichteten Differentialrelais wird ,der
A nsahluß der äußeren Abgriffe vertauscht und damit die Bewegungsrichtung,des Empfängers
umgekehrt.
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Die Erfindung bezweckt die Einstellzeit der nach dem Hauptpatent ausgebildeten
Fernsteuervorrichtung, bei .der die Empfängereinstellung in beiden Richtungen mit
gleicher Geschwindigkeit vorgenommen wird, noch weiter dadurch zu verkürzen, daß
zwei verschiedene Einstellgeschwindigkeiten vorgesehen werden.
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Bei Einrichtungen zur elektrischen Ferneinstellung mit einem Motor
ist es bereits bekannt, daß größere Stellungsunterschiede zwischen Geber und Empfänger
auch eine größere Verstellgeschwindigkeit einschalten. Dies erfolgt dadurch, daß
der Kontaktzunge des Motorschaltrelais außer dem eigentlichen Steuerkontaktpaar
ein oder mehrere weitere Kontaktpaare zugeordnet sind, die erst dann zur Wirkung
komm, wenn infolge der grö-
Geren Belastung des Steuerrelais bei
überschreitung eines bestimmten Stellungsunterschiedes zwischen Geber und Empfänger
die Kontaktzunge durchgedrückt-wird. Diese zusätzlichen Kontakte verringern dann
beim Rückgang durch Ankerstromschwächung oder Feldverstärkung die Drehzahl des Motors
um ein entsprechendes Maß. Derartige Durchdrückkontakte arbeiten aber einerseits
nicht immer mit der bei Fernsteuervorrichtungen erforderlichen Zuverlässigkeit,
und sie schwächen andererseits auch ,die Empfindlichkeit des Relais, da dieses für
größere Steuerkräfte dimensioniert werden muß.
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Durch die Erfindung wird es dagegen möglich, ohne Beeinträchtigung
der Betriebssicherheit und der Empfindlichkeit des oder der Differenti.aIreläis
bei großen Stellungsunterschieden zwischen Geber und Empfänger eine erhöhte Verstellgeschwindigkeit
zu erhalten, indem besondere Beschleunigungsrelais eingeschaltet werden, sobald
das polarisierte Differentialrelais der gröbsten Stufe in eine seiner Arbeitsstellungen
-gelangt. Diese Beschleunigungsrelais verlegen den Potentiometerabgriff für den
Ankerverbindungspunkt der beiden Motoren weiter mach. außen und erhöhen damit die
sich aus der Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Motoren ergebende Einstellgeschwindigkeit
des Empfängers, bis die Grobeinstellung beendet ist.
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Wegen dieser erhöhten-Einstellgeschwindigkeit ist es zweckmäßig, bei
Stellungsgleichheit in an sich bekannter Weise eine selbsttätige Bremsung vorzunehmen,
damit die Verstellvorrichtung rasch genug zum Stillstand kommt. Gemäß der Erfindung
wird die Bremse in: Arbeitsstromschaltung über hintereinander geschaltete Ruhekontakte
der Motorich altrelans gesteuert.
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Außerdem wird gemäß der Erfindung noch in- neuartiger Weise dafür
Sorge getragen, ,daß beim Pendeln des Gebers um .die Unstetigkeitsstelle (o-o-o-Stellung)
keine Zeitverlust verursachenden Störungen auftreten können.
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Die genaueren Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung der auf den Zeichnungen dargestellten Schaltungsbeispiele. Es zeigen
Fig. i im wesentlichen die Anordnung für eine dreistufige Fernsteuerungsanlage gemäß
dem Hauptpatent, Fig. 2 ein Teilschaltbild, welches die bei Anwendung mehrerer Verstellgeschwindigkeiten
und Anordnung einer Bremse eintretenden. Änderungen erkennen, läßt, Fig. 3 die .den
Nullübergang sichernde Einrichteng.
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In Fig. F sind. d, d', d" voneinander abhängige polarisierte
Differentialrelais zu den Äbtastpotentiometern a1, a2; a1', ä2'; a1", a2". Die mit
Index i versehenen Potentiometer sind im Geber, die mit Index 2 versehenen im Empfänger
angeordnet, beispielsweise für die erste, zweite und dritte Dezimale der Einstellkennzahl.
k1, k2' und k1", k2" sind den Relais d'
und d" zugeordnete Abhängigkeitsrelais.
Durch die Relais i,_, i2 wird der Ankerverbindungspunkt der auf das Differentfalgetriebem
wirkenden Motoren Ih, Ih mit den verschiedenen Abgriffen des am Netz P', N' liegenden
Potentiometers n verbunden. Der Anschluß der Relais il, i2 an die Relais
d, d', d" wird bei einer mehr als einem halben Umlauf entsprechenden Stellungsdifferenz
zwischen Geber und Empfänger durch die Relais w1, w2, r,
q1, q2 vertauscht.
Die Relais il, i2 besitzen über Arbeitskontakte des Relais w1, w2 gespeiste H.alteströmkontakte
s1, s2.
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B ist eine Gleichspannungsquelle zur Speisung der verschiedenen Relais,
während mit t1, t2 . . . . . . t7 eine Anzahl Leitungen bezeichnet sind,
wodurch der Anschluß des in Fig. 2 dargestellten .Schemas an Stelle der linken unteren
Ecke der Fiä. i erleichtert wird.
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In Fig. 2, die gegenüber Fig. i durch die Relais zur Erreichung der
erhöhten Verstellgeschwindigkeit und. das -Bremsrelais erweitert ist, "tragen die
der Fig. i entsprechenden Teile gleiche@Bezugszeichen.
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Zur Einschaltung.der erhöhten Verstellgeschwindigkeit für den Empfänger
dienen die Beschleunigungsrelais 12, 13.- Das Relais 12 erhält seinen Betät bgung'sstrom
über einen in Fig.2 nicht dargestellten Arbeitskontakt des Relais il und einen weiteren
nicht dargestellten Kontakt, der so lange geschlossen ist, wie sich das Relais d"
(Abb. i) in einer seiner Endstellungen befindet. Es spricht also nur an, wenn erstens
das Relais il seinen Anker angezogen hat und zweitens zwischen Geber und Empfänger
eine Stellungsdifferenz in der gröbsten. Stufe (Hunderterstufe) vorhanden ist. Das
Relais 13 ist analog geschaltet. Es spricht nur an, .wenn gleichfalls in der Hunderterstufe
eine Stellungsdifferenz zwischen Geber und Empfänger besteht, jedoch statt "des
Relais il-das Relais i2 seinen Anker angezogen hat.
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Wie Fig.2 erkennen läßt, sind die Kontakte des Relais i2 in die vom
Hauptarbeitskontakt des Relais il kommende, zum äußeren Abgriff des Potentiometers
n führende Leitung eingeschaltet, und zwar so, daß bei Ruhestellung des Relais 12
ein weiter innen liegender, bei Arbeitsstellung des Relais i2 ein weiter außen liegender
Abgriff des Potentiometers n mit der Leitung ts, d. h. mit dem Ankerverbindungspunkt
der Motoren 1z1, h., verbunden ist. -Das Relais 13 bewirkt bei den auf der anderen
Seite des Pötentiometers liegenden Abgriffen die entsprechende Umschaltung.
Beim
Ansprechendes Relais 1a bzw. 13 wird also die Verstellgeschwiudigkeit des Differentialgetriebes
m erhöht.
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Die die Bremse beeinflussende Spule 1q. erhält ihren Strom über htntereinandergeschastete
Ruhekontakte der Relais ii, i2. Sobald also die Stellung von Geber und Empfänger
übereinstimmt und infolgedessen beide Relais ii, i2 abgefallen sind, erhält die
Spule 1q. Strom, wodurch in beliebiger Weise, z. B. durch Ausschaltung eines Bremslüftmagneten,
die selbsttätige Bremse einfällt.
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Eine unliebsame Verzögerung der Einstellung kann, sofern keine besonderen
Schutzmittel dagegen vorgesehen sind, eintreten, wenn der Geber schnell um die Unstetigkeitsstellung
(o-o-o-Stellung) herumpendelt. Es können nämlich zwei Nulldurchgänge des Umlaufkontaktes
.der höchsten Stufe in entgegengesetzter Richtung so kurz hintereinander eintreten,
daß beim zweiten Übergang das Relais il bzw. i2 infolge einer gemäß dem Hauptpatent
vorgesehenen Abfallverzögerung der Relais il, i2 seinen Anker noch nicht losgelassen
hat. Wegen der besonderen Schaltung der Relais wi, w2, r,, ql, q2 würde dann der
Empfänger seine Drehrichtung nicht umkehren, obwohl er den Geber überholt hat. Er
müßte also einen vollen Umlauf ausführen. Um dies zu vermeiden, ist zwar im Hauptpatent
eine Hilfsvorrichtung angegeben, :die jedoch den. Nachteil hat, daß im Relais d"
federnde Hilfskontakte vorgesehen werden müssen, worunter .die Zuverlässigkeit leidet.
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Mit Hilfe der in Fig. 3 ,dargestellten Schaltung können die gleichen
Vorteile ohne Anwendung federnder Hilfskontakte erreicht werden. In dieser Figur
bedeuten B, wl, w2, il, i2 die gleichen Teile wie in Fg. i und z. Ein Richtungsneuwahlrelais
6 schaltet beim Pendeln des Gebers um die Unstetigkeitsstelle die Zuleitung zu allen
an die Stromquelle B angeschlossenen Relais, insbesondere also zu den Relais 11,
12, ah, jedoch nicht die Zuleitung des Relais 6 selbst sowie die eines noch zu erwähnenden
weitefen Hilfsrelais 7. Ebenso bleiben natürlich die Relais d, d', d" und
wl, w2 unberührt, da deren Strom nicht aus der Stromquelle B entnommen wird. Wenn
die von ihm abgeschalteten Relais - sämtlich abgefallen sind, läßt das Relais 6
seinen Anker wieder los, und es erfolgt eine neue, von der bisherigen Stellung der
Relais ii, i2 unabhängige Wahl der Bewegungsrichtung.
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Der Arbeitsstromkreis für das Relais, 6 (untere Spule) ist, wie Fig.
3 erkennen läßt, über parallel geschaltete Arbeitskontakte von ii und i2, dann über
einen Arbeitskontakt von wl, w2 und ,den Ruhekontakt des obergenannten Relais 7
geleitet, das selbst (untere Spule) über hintereinandergeschaltete Ruhekontakte
der, Relais ih, i2 und der übrigen vom Relais 6 abgeschalteten Relais Strom erhält.
Das Relais 6 erhält also Strom, wenn beim Arbeiten der Einrichtung eine Differenz
von mehr als fünf ' Spannungsstufen in der höchsten Stelle auftritt, so daß das
Relais wl, w2 anspricht und wenn sich gleichzeitig eines der Relais il, i2 in Arbeitsstellung,
das Relais 7 dagegen in Ruhestellung befindet.
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Da das -Relais 6 seinen Arbeitsstrom über parallelgeschaltete Arbeitskontakte
der von ihm aus geschalteten Relais il, i2 erhält, fällt, sobald diese beiden abgefallen
sind, auch das Relais .6 selbst ab, wodurch der Weg für eine neue Wahl der Drehrichtung
frei ist.
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Die oben angegebenen Voraussetzungen für das Ansprechen des Relais
6 lassen erkennen, daß dieses bei jedem Nulldurchgang einmal anspricht, da in diesem
Fall selbstverständlich eines ,der Relais ii, i2 seinen Anker angezogen hat und
entweder vor oder nach- dem Nulldurchgang auch das Relais w, zu, ansprechen muß.
Beim Pendeln .des Gebers um die UTnstetigkeitsstelle wird hierdurch also mit Sicherheit
verhindert, daß der Empfänger sich in fä:lscher Richtung- bewegt.
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Da das Relais wl, w2 nach dem Wiederabfallen des Relais 6 im allgemeinen
sich noch in Arbeitstellung befindet, würde das Relais 6 sofort wieder ansprechen,
sobald eines der Relais ii, i2 seinen Anker anzieht. Hierdurch wäre natürlich jedes
weitere Arbeiten praktisch abgeschlossen, wenn nicht das Hilfsrelais 7 vorhanden
wäre. Dieses spricht, wie sich aus. der oben angegebenen Schaltung ergibt, an, sobald
die vom Relais 6 -abgeschalteten-RelaiS sämtlich abgefallen sind, und besitzt eine
Haltewicklung, deren Strom über einen Haltekontakt (Arbeitskontakt) das Relais 7
und seinen Arbeitskontakt des Relais wl, w2 geschaltet ist. Sobald das Relais 7
also einmal angesprochen- hat, bleibt es so lange in seiner Arbeitsstellung und
verhindert so das Wiederansprechen des Relais 6, bis das Relais wl, w2 in seine
Ruhestellung zurückkehrt und so den Haltestrom des Relais 7 unterbricht. Diese Unterbrechung
findet notwendigerweise bei jedem Nulldurchgang statt, da wie oben erwähnt, hierbei
das Relais wl, w2 stets seine Stellung wechseln muß.
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Um das rechtzeitige Ansprechen des Relais 7 zu sichern und damit Betriebsstörungen
zu verhindern, besitzt das Relais 6 eine Haltewicklung (obere Spule), deren Stromkreis
außer über einen Haltekontakt (Arbeitskontakt) des Relais 6 über einen Arbeitskontakt
von zu, w2 und den Ruhekontakt von 7 geleitet ist. Das Relais 6 fällt also erst
wieder ab, wenn das Relais 7 angesprochen hat.
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Bei der in Fig. i dargestellten Anordnung der Kontakte st,. s2 besteht
die Gefahr, daß bei
schnell hin und. her gehendem Geber die Anker
der beiden Relais il, i2 gleichzeitig in ihre Arbeitsstellung gelangen. Ist das
einmal erfolgt,- so würden beide Relais angezogen bleiben und so eine Störung verursachen,-
da durch die Kontakte s1, s2 in diesem Falle beiden Relais Haltestrom zugeführt
würde. Diese Störungsmöglichkeit wird gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung
vermieden, indem der Strom für die Arbeitsspule des Relais il gemäß Fig. 2 über
einen Ruhekontakt des Relais i2 und umgekehrt, der für die Arbeitsspule des Relais
i2 über einen Ruhekontakt des Relais il geleitet wird.
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Statt dessen können auch besondere, nicht dargestellte urverzögerte
Relais vorgesehen werden, von denen das eine Relais seinen Arbeitsstrom über einen
Arbeitskontakt des Relais il, das andere Relais über einen solchen von i2 erhält,
während der Arbeitsstrom des Relais i2 über Ruhekontakte des erstgenannten urverzögerten
Relais, der von il über Ruhekontakte des zweiten urverzögerten Relais geführt ist.
Außerdem wird der Arbeitsstrom der urverzögerten Relais in diesem Fall, ebenso wie
-der -der Relais il, i2, über Ruhekontakte des Richtungsneuwahlreiais 6 geleitet.
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Bei Verwendung solcher urverzögerten Relais werden im übrigen vorzugsweise
auch die Beschleunigungsrelais i2, 13 sowie das Bremsrelais i4 von diesen Relais,
statt von den Relais il, i2 gesteuert.