DE690284C - Rotary field receiver for command and other transmission systems - Google Patents

Description

Es sind bereits Feinzeiger mit von Wechselstrom synchron erregten Gebern und Empfängern, bekannt; bei deinen feststehend angeordnete Erreger spulen die von den unbewickelten zweipoligen Läufern gelenkten Kraftlinien erzeugen. Anstatt eines in bekannter Weise nur von der Netzspannung abhängigen Feldes eines besonderen Rastungsmagneten wird zur Erzielung einer Rastwirkung das Nutzfeld des Femzeigiers selbst benutzt, das sich zwischen dem beweglichen und dem festen Teil des aktiven,Eisens ausbildet. Von diesem Nutzfeld wird ein Teil abgespalten und von den Ainkerzähnen durch besondere Eisenbrücken zu einem zweiten Anker geleitet, der eine der geforderten Zahl von Rastungspunkten entsprechende Anzahl von Nuten besitzt. Von diesem zweiten Ajnker schließt sich das Parallelfeld über leinen Luftspalt und einen mit dem Läufer mechanisch und magnetisch leitend verbundenen Hilfspol.There are already dial indicators with sensors and receivers excited synchronously by alternating current, known; with your fixedly arranged pathogens the coils of the unwound bipolar runners generate steered lines of force. Instead of one in familiar Way only from the mains voltage dependent field of a special detent magnet the useful field of the remote pointer itself is used to achieve a locking effect used, which forms between the movable and the fixed part of the active iron. A part of this useful field is split off and passed through by the ainker teeth special iron bridges headed to a second anchor, which is one of the required number of locking points has a corresponding number of grooves. From this second Ajnker the parallel field closes via an air gap and an auxiliary pole connected to the rotor in a mechanically and magnetically conductive manner.

Wenn die Rastung durch diese HilfsmittelWhen the detent through these aids

wirksam in Erscheinung treten soll, muß der mit dem Läufer verbundene Hilfspol und der übrige magnetische Parallelweg entsprechend starken Eisenquerschnitt aufweisein. Das bedingt aber 'einerseits eine Schwächung des für die Richtwirkung,maßgeblichen Nutzfeldes zwischen den Hauptpolen 'und andererseits einen beträchtlichen Mehraufwand.is to appear effectively, the auxiliary pole connected to the rotor and the rest of the magnetic parallel path has a correspondingly strong iron cross-section. On the one hand, this causes a weakening of the useful field which is decisive for the directional effect between the main poles' and on the other hand a considerable additional effort.

Es ist femer bekannt, daß bei Übereinstimmung der Zahl der Raststellungen mit der Zahl der Feldwicklungsnuten durch letztere ebenfalls' eine Rastwirkung erreicht wird, wenn die Polbreite des Läufers entsprechend gewählt wird. In den ,meisten Fällen ist es jedoch aus Platzgründen in fabrikatorischer Hinsicht nicht möglich, die Zahl 'der Ankerwicklungsnuten so weit zu erhöhen, daß sie der Zahl der zu übertragenden Stellungen entspricht. Dann ist aber eine Rastwirkuing durch die Feldwicklungsnuten selbst gerade nachteilig. Um sie zu vermeiden, hat man daher nach einem bekannten Vorschlag die Feldwicklungsinuten schräg gestellt. Eine derartige Schrägstellung ist aus den gleichen Gründen auch beim Erfindungsgegenstand vorteilhaft.It is also known that when the number of locking positions matches the number the field winding grooves through the latter also ' a locking effect is achieved if the pole width of the rotor is selected accordingly. In most cases, however, for reasons of space in terms of manufacturing, it is not possible to increase the number of armature winding slots so that they match the number of to corresponding positions. But then there is a latching effect through the field winding grooves itself just disadvantageous. In order to avoid them, one has the field winding minutes according to a known suggestion inclined. Such an inclination is also the subject of the invention for the same reasons advantageous.

Die Erfindung nutzt diese Vorteile schräger Feldwicklungsn'uten aus und vermeidet gleichzeitig die obengenannten Nachteile, die sich aus der Abzweigung magnetischer Kraftlinien für Rastzwecke ergeben. Dies wird dadurch erreicht, daß zur Erhöhung der Einstellgenauigkeit das Feldeisen, selbst, äußer den schräg gestellten Nuten zur Aufnahme der Feldwicklung noch mit einer besonderem Zah-The invention makes use of these advantages of inclined field winding grooves and at the same time avoids them the above disadvantages arising from the diversion of magnetic lines of force for resting purposes. This is achieved by increasing the setting accuracy the field iron, itself, outside the inclined grooves for receiving the Field winding still with a special number

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Dipl.-Ing. Helmuth Dos in Berlin-Steglitz und Erwin Tschoppe in Berlin-Spandau.Dipl.-Ing. Helmuth Dos in Berlin-Steglitz and Erwin Tschoppe in Berlin-Spandau.

nung (Rastzahnung) versehen ist, deren Zähne hinsichtlich ihrer Mindestzahl und hinsichtlich ihrer Verteilung den Empfängerstellungen entsprechen.
Die Schaltung und der allgemeine Aufbau eines für die Anwendung der vorliegenden Erfindung geeigneten Drehfeldempf anger sind aus Fig. ι und 2 ersichtlich. Der Ständer enthält eine in Nuten des Ständereisens verlegte Wicklung 1, die gemäß Fig. ϊ in Dreieck oder gemäß Fig. 2 in Stern geschaltet sein kann. Der Läufer besteht aus einem Elektromagneten oder einem Dauermagneten 2. Auf die Ausbildung der Geber bezieht sich die Erfindung nicht. Lediglich der besseren Erläuterung wegen sind in den Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungen der Geber gezeigt. Diese beiden Ausführungen können gegeneinander vertauscht werden. Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführung des Gebers sind drei um 120⁰ gegeneinander versetzte Kontaktbürsten 4, 5 und 6 auf einer Kontaktbank eines in der dargestellten Weise an die Spannungsquelle angeschlossenen Spannungsteilers 3 verschiebbar. Die genannten Bürsten sind elektrisch je mit 'einem der drei Schleifringe 7, 8 und 9 verbunden und mit diesem mechanisch an einem drehbaren Teil gehaltert, der 'entsprechend dem zu über tragenden Kommando o.dgl. eingestellt wird oder mit einer Welle o.dgl., deren Winkelstellung übertragen werden soll, gekuppelt ist. Über feststehende, gegen die genannten Schleifringe 7 bis 9 anliegende Bürsten 10, 11 und 12 werden die Teilspannungen abgenommen und über die drei Fernleitungen 13, 14 und 15 dem Empfänger zugeleitet. Die Ausführung des in Fig. 2 dargestellten Gebers unterscheidet sich von der nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß der Spannungsteiler 3 nur die halbe Größe besitzt und dafür die einander gegenüberliegendem Kontakte der Kontaktbank 3" miteinander verbunden sind. Für die einander entsprechenden Teile sind in Fig. ι und 2 die gleichen Bezugszeichen verwendet.tion (locking teeth) is provided, the teeth of which correspond to the recipient positions in terms of their minimum number and in terms of their distribution.
The circuit and the general structure of a rotary field receiver suitable for the application of the present invention are shown in FIGS. The stator contains a winding 1 laid in grooves in the stator iron, which can be connected in a triangle according to FIG. 3 or in a star according to FIG. 2. The rotor consists of an electromagnet or a permanent magnet 2. The invention does not relate to the design of the encoder. Two different versions of the transmitter are shown in FIGS. 1 and 2 merely for the sake of better explanation. These two versions can be interchanged. In the example illustrated in Fig. 1 version of the encoder by 120 ⁰ staggered contact brushes 4, 5 and 6 are slidable on a contact bank of a connected in the manner shown to the power source voltage divider 3. The mentioned brushes are electrically connected to 'one of the three slip rings 7, 8 and 9 and mechanically supported with this on a rotatable part, which' according to the command to be carried or the like. is set or is coupled to a shaft or the like whose angular position is to be transmitted. The partial voltages are picked up via fixed brushes 10, 11 and 12 resting against the mentioned slip rings 7 to 9 and fed to the receiver via the three long-distance lines 13, 14 and 15. The design of the transmitter shown in FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 only in that the voltage divider 3 is only half the size and the opposite contacts of the contact bank 3 ″ are connected to one another Fig. Ι and 2 used the same reference numerals.

Wird der die Elemente.4, 5 und 6 umfassende Teil relativ zur Kontaktbank 3^s verstellt, so erfährt das durch die Wicklung 1 des Empfängers erzeugte Feld eine entsprechende Drehung. Dieser Drehung des Feldes folgt der als Läufer dienende Magnet, 2. 16, 17 und 18 sind zum Empfänger gehörende Justierwiderstände, durch die die Teile der Empfängerwicklung 1 abgeglichen werden.If the part comprising the elements. 4, 5 and 6 is ^{adjusted relative to the contact bank 3 s} , the field generated by the winding 1 of the receiver experiences a corresponding rotation. This rotation of the field is followed by the magnet serving as a rotor, 2. 16, 17 and 18 are adjustment resistors belonging to the receiver, through which the parts of the receiver winding 1 are balanced.

Wie schon erwähnt, sind die in Fig. 1 und 2 dargestellten Übertragungsanlagein an sich bekannt, und die Erfindung bezieht sich lediglich auf die besondere Ausbildung des Empfängers. Der Zweck ist, eine Erhöhung der Einstellgenauigkeit zu erzielen.As already mentioned, the transmission systems shown in FIGS. 1 and 2 are on known, and the invention relates only to the particular embodiment of the Recipient. The purpose is to achieve an increase in the setting accuracy.

Diese Aufgabe ist in der oben angegebenein Weise gelöst.This object is achieved in the manner indicated above.

Der neue Empfänger ist in Fig. 3 in einer Stirnansicht, in Fig. 4 in einer Rückansicht bei abgenommenem Lagerschild und in Fig. 5 in einem Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 dargestellt. Fig. 6 zeigt im vergrößerten Maßstäbe 'eine Draufsicht auf das Feldeisen und Fig. 7 eine Abwicklung der Innenfläche des Feldeisens gemäß dem Maßstab der Fig. 6.The new receiver is shown in FIG. 3 in a front view, in FIG. 4 in a rear view with the bearing plate removed and in Fig. 5 in a section along the line V-V of Fig. 4 shown. Fig. 6 shows on an enlarged scale a plan view of the field iron and FIG. 7 shows a development of the inner surface of the field iron according to the scale of FIG. 6.

In den Fig. 3 bis 5 ist 20 das Gehäuse, und 2i° und 21* sind die beiden Lagerschilder. 22 ist ein Dauermagnet; er bildet den Läufer und ist mit Hilfe von Kugellagern in den Lagerschildern 2 i^a und 2 i^Ä gelagert.In FIGS. 3 to 5, 20 is the housing, and 2i ° and 21 * are the two end shields. 22 is a permanent magnet; it forms the rotor and is supported by ball bearings in the end shields 2 i ^a and 2 i ^Ä .

23 ist das vom Gehäuse 20 getragene Feldeisen. Es ist aus geschichtetem Eisen aufgebaut und besitzt regelmäßig verteilte Nuten 23° (s. Fig. 6 und 7), in die die Feldwicklung23 is the field iron carried by the housing 20. It is constructed from layered iron and has regularly distributed slots 23 ° (see. Fig. 6 and 7), in which the field winding

24 verlegt ist. 25 sind die Anschlüsse für die Feldwicklung.24 is relocated. 25 are the connections for the field winding.

Die zur Verlegung der Feldwicklung 2 4 dienenden Nuten 23^a sind, wie aus Fig. 7 hervorgeht, geschränkt, um ihre Rastwirkung auf den Läufer 22 so weit wie möglich aufzuheben. Diese Schränkung der zur Aufnahme der Wicklung dienenden Nuten ist an sich bekannt und entspricht der Anschauung, daß durch jede Beseitigung der Rastwirkung die Einstellgenauigkeit erhöht werde. Dieser Anschauung wird auch hier gefolgt, soweit es sich um die Nuten 23« handelt. Außer diesen Nuten ist aber eine besondere Zahnung 26 vorgesehen, eigens zur Herbeiführung einer Rastwirkung. Es wurde gefunden, daß überraschenderweise hierdurch die Einstellgenauigkeit erhöht wird. Der Darstellung nach Fig. 6 und 7 liegt der Fall zugrunde, daßi es sich um einen Empfänger mit 96 Stellungen handelt. Die Feldwicklung ist in 24 Nuten, die bei 23° dargestellt sind, verteilt. Es entfallen demgemäß auf eine Teilung der Nuten 23^s vier Rastzähne 26, so daß sich insgesamt 96 Rastzähne entsprechend den 96 Empfängerstellungen ergeben. Die Zähne 26 entsprechen demgemäß hinsichtlich ihrer Zahl und Verteilung den Empfängerstellungen. Es sei hier noch darauf hingewiesen, daß der ■leiche Empfänger auch verwendet werden könnte, wenn es sich um eine Übertragungsanlage von beispielsweise nur 48 Stellungen handelt, bei der also die Kontaktbank des Gebers lediglich 48 Kontakte umfaßt. Es 11g ist leicht einzusehen, daß auch in diesem Falle durch die Rastzahnung 26 der gewünschte (Erfolg herbeigeführt wird. Aus dem letzteren Fall ergibt sich, daß die Zahl der Rastzähne , mindestens gleich der Zahl der Empfänger-Stellungen sein muß, jedoch auch größer sein kann. ■ ^{The grooves 23 a used} for laying the field winding 2 4 are, as can be seen from FIG. 7, set in order to cancel their latching effect on the rotor 22 as much as possible. This twisting of the grooves used to accommodate the winding is known per se and corresponds to the view that the setting accuracy is increased by every elimination of the latching effect. This view is also followed here as far as the grooves 23 'are concerned. In addition to these grooves, however, a special toothing 26 is provided, specifically to bring about a locking effect. It has been found that, surprisingly, this increases the setting accuracy. The illustration according to FIGS. 6 and 7 is based on the case that it is a receiver with 96 positions. The field winding is distributed in 24 slots, which are shown at 23 °. There are accordingly allotted to a division of the grooves 23 ^s four locking teeth 26, so that there are a total of 96 locking teeth corresponding to the 96 receiver positions. The teeth 26 accordingly correspond to the recipient positions in terms of their number and distribution. It should also be pointed out here that the real receiver could also be used if it is a matter of a transmission system with, for example, only 48 positions, in which the contact bank of the transmitter comprises only 48 contacts. It is easy to see that in this case, too, the desired success is brought about by the ratchet teeth 26. From the latter case it follows that the number of ratchet teeth must be at least equal to the number of receiver positions, but also be greater can. ■

Bei der Darstellung nach Fig. 6 und 7 ist die Breite des einzelnen Zahnes 26 gleich der Breite der Zahnlücke. .In the illustration according to FIGS. 6 and 7, the width of the individual tooth 26 is the same the width of the tooth gap. .

Selbstverständlich könnte man von diesem Verhältnis zwischen Zahnbreite und Zahnlücke abweichen.Of course, one could use this relationship between tooth width and tooth gap differ.

Die Polbreite b des den Läufer bildenden Magneten ist mindestens gleich der Breite δ' eines der Zähne 26 zu wählen. Die Polbreite kann auch größer ausgeführt werden; bei einem Anker mit zentrischen Polbogen muß dann die Polbreite b nach der Formel b = η - χ -\- b' bemessen sein, worin Ji die Zahnteilung (Zahnbreite plus Zahnlücke) derThe pole width b of the magnet forming the rotor is to be chosen to be at least equal to the width δ ′ of one of the teeth 26. The pole width can also be made larger; In the case of an armature with a centric pole arc, the pole width b must then be measured according to the formula b = η - χ - \ - b ' , where Ji is the tooth pitch (face width plus tooth gap) of the

15" Rastzahnung 'und χ eine ganze positive Zahl einschließlich Null bedeutet. Wird diese Bemessungsvorschrift eingehalten, so tritt auch bei größeren Polbreiten (x=i, 2, ...) eines Ankers mit zentrischen Polbogen eine Rastung auf, welche von den Polkanten ausgeht.15 "Latching teeth 'and χ means a whole positive number including zero. If this dimensioning rule is adhered to, a latching occurs even with larger pole widths (x = i, 2, ...) of an armature with a centric pole arc, which starts from the pole edges .

Eine erhöhte Rastwirkung infolge Konzentration der Kraftlinien tritt ein, wenn' der Luftspalt zwischen Polfläche des Läufermagneten 2 2 und dem Feldeisen längs einer schmalen Zone einen Miindestwert aufweist. Der Luftspalt kann also, wie ans Fig. 4 ersichtlich ist, längs der Polfläche des Magneten 22 zunächst abnehmen 'und dann wieder zunehmen. Aus Herstellungsgründen wird in diesem Falle- zweckmäßig die Polfläche nach einer Kreiszylinderfläche gestaltet, deren Achse exzentrisch zur geometrischen Drehachse des Magneten 22 liegt.An increased locking effect due to the concentration of the lines of force occurs when 'the Air gap between the pole face of the rotor magnet 2 2 and the field iron along a narrow zone has a minimum value. The air gap can therefore, as can be seen from FIG is, first decrease along the pole face of the magnet 22 'and then increase again. For manufacturing reasons In this case, the pole face is expediently designed according to a circular cylinder face Axis is eccentric to the geometric axis of rotation of the magnet 22.

Fig. 6 und 7 lassen erkennen, daß die Rastzahnung relativ zu den Nuten 23° so gelegt ist, daß die Nuten 23« jeweils mit Zahnlücken der Rastzahnung 26 sich decken. Diese Anordnung empfiehlt sich, um die den Nuten 23« trotz ihrer geschränkten Anordnung noch eigene Rastwirkung weiter herabzumindern. Indes ist klar, daß, ohne vom Erfindungsgedanken -abzuweichen, die Rastzahnung 26 auch relativ zu den Nuten 23« versetzt werden könnte.Fig. 6 and 7 show that the locking teeth are placed relative to the grooves 23 ° is that the grooves 23 "each with tooth gaps the locking teeth 26 cover each other. This arrangement is recommended around the the grooves 23 «to further reduce their own locking effect despite their offset arrangement. However, it is clear that, without deviating from the inventive concept, the locking teeth 26 could also be offset relative to the grooves 23 ″.

Die in Fig. 4 und 5 ersichtlichen Wicklungen 27 bis 29 sind die in den Fig. 1 bis 2 bei 16 bis 18 dargestellten Justierwiderstan.de. Im Interesse der Vereinfachung sind diese Widerstände 27 bis 29 gemäß weiterer Erfindung in dem Gehäuse gleichachsig mit dem Läufer 22 untergebracht.The windings 27 to 29 visible in FIGS. 4 and 5 are those in FIGS. 1 to 2 at 16 to 18 shown Justierwiderstan.de. In the interests of simplification, these resistors 27 to 29 are in accordance with a further invention housed in the housing coaxially with the rotor 22.

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Drehfeldempfänger mit schrittweiser Verstellung für Kommando- und sonstige Übertragungsanlagen, bei dem die Feldwicklung in Nuten des Feldeisens verlegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Einstellgenauigkeit das Feldeisen außer den schräg gestellten Nuten zur Aufnahme der Feldwicklung noch eine besondere Zahnung (Rastzabnung) aufweist, deren Zähne hinsichtlich Mindestzahl und Verteilung den Empfängerstellungen -entsprechen. '651. Rotary field receiver with gradual adjustment for command and other Transmission systems in which the field winding is laid in grooves in the field iron is, characterized in that the field iron to increase the setting accuracy In addition to the inclined grooves to accommodate the field winding, there is also a special toothing (snap-in teeth) has, the teeth of which the recipient positions in terms of minimum number and distribution -correspond. '65 2. Drehfeldempfänger mit einem relativ zum Feldeisen drehbeweglichen Dauernder Elektromagneten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Polbreite (b) des Magneten gilt: b = η·χ-\-ß^r, worin η die Teilung der Rastzahnung (26), χ eine ganze positive Zahl einschließlich der Zahl Null und b' die Zahnbreite eines Rastzahnes bedeuten.2. Rotary field receiver with a permanent electromagnet rotatable relative to the field iron according to claim 1, characterized in that the following applies to the pole width (b) of the magnet: b = η · χ - \ - ß ^r , where η is the pitch of the locking teeth (26), χ a whole positive number including the number zero and b ' mean the face width of a ratchet tooth. 3. Drehfeldempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt' zwischen der Polfläche des Magneten und dem Feldeisen längs des Umfanges zunächst abnimmt und dann wieder zunimmt (s. Fig. 4). " '3. rotating field receiver according to claim 1 or 2, characterized in that the Air gap 'between the pole face of the magnet and the field iron along the circumference initially decreases and then increases again (see Fig. 4). "' 4. Drehfeldempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme der Feldwicklung dienenden Nuten derartig stark geschränkt sind, daß die einzelne Nut sich über die ganze Nutteilung erstreckt (s. Fig. 6 'und 7).4. rotating field receiver according to claim 1, characterized in that the for recording the field winding serving slots are so strongly set that the individual slot extends over the entire slot pitch extends (see Fig. 6 'and 7). 5. Drehfeldempfänger nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Rastzahnung relativ zu den zur Aufnahme der Feldwicklung dienenden Nuten, daß das Ende bzw. auchj der Anfang einer Nut (23°) jeweils mit einer Lücke der Rastzahnung (26) zusammenfällt (s, Fig. 7).5. rotating field receiver according to claim 4, characterized by such an arrangement the locking teeth relative to the grooves serving to accommodate the field winding that the end or auchj the beginning of a groove (23 °) coincides with a gap in the locking teeth (26) (s, Fig. 7). 6. Drehfeldempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche/ bei dem den einzelnen Teilen der Feldwicklung je ein Justierwiderstand vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Justierwiderstände (27 bis 29) gleichachsig mit dem Läufer in das Gehäuse leingebaut sind6. rotating field receiver according to one of the preceding claims / in which the an adjustment resistor is connected upstream of each individual part of the field winding, thereby characterized in that these adjustment resistors (27 to 29) are coaxial with the rotor are built into the housing (s. Fig. s).(see Fig. s). Hierzu ι Blatt ZeichnungenFor this purpose ι sheet of drawings