-
Fernanzeigevorrichtung Es sind bereits Fernanzeigevorrichtungen bekannt,
bei denen in einem Feld ein Rotor drehbar gelagert ist, an dessen Wicklung eine
von außen herangeführte Spannung gelegt wird und dessen Achse mit dem Anzeiger gekuppelt
ist. Eine derartige Anordnung zeigt z. B. Abb. i. Mit der Geberachse A1 sind die
beiden voneinander isolierten und einander stets diametral gegenüberliegenden Schleifarme
S1, S2 eines * Ringpotentiometers P gekuppelt. An den beiden Schleifarmen liegt
eine feste Gleichspannung. Die um izo° gegeneinander versetzten festen Abgriffe
T1, T2, T3 sind über Leitungen L1, L2, L3 mit den Verbindungspunkten dreier in Dreieckschaltung
miteinander verbundener Wicklungen W1, W2, W3 leitend verbunden. Diese Wicklungen
sind um je izo° gegeneinander versetzt auf einen Rotor R aufgewickelt, welcher in
dem Feld des Magneten M drehbar gelagert ist. Die Achse A2 des Rotors stellt die
ferngesteuerte Achse dar und kann etwa den vor einer Skala spielenden Zeiger tragen.
-
Mit dieser Anordnung kann man nur geringe Drehmomente übertragen.
-
Diese würden zwar an sich zur Fernanzeige genügen. Infolge der nicht
vermeidbaren Reibung besitzt diese Einrichtung aber eine ziemlich geringe Genauigkeit.
-
Die Reibung wird in erster Linie bedingt durch die Schleifkontakte,
welche zur Verbindung der Leitungen L1, L2, L3 mit den Verbindungspunkten der Wicklungen
W1, W2, W3 notwendig sind. Würde man an Stelle von Schleifkontakten ähnlich wie
bei Meßinstrumenten biegsame Zuführungen verwenden, so wäre der mögliche Drehbereich
der Achse A2, der bei Verwendung von Schleifringen beliebig viele ganze Umdrehungen
umfassen kann, zu klein. Ferner würde sich schon bei Verdrehung der Achse A2 um
etwa io° durch die Wirkung der biegsamen Zuleitungen eine
Rückstellkraft
ergeben, welche fürMeßinstruinente wünschenswert, für den vorliegenden Fall aber
durchaus unerwünscht ist.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einer Fernanzeigevorrichtung
mit einem in einem Feld drehbaren und mit dein Anzeiger gekuppelten Rotor, an dessen
Wicklung von außen über Schleifringe eine Steuerspannung gelegt wird, eine hohe
Genauigkeit ohne Beschränkung des Drehbereiches der gesteuerten :ochse in folgender
Weise erzielt. Die mit den Wicklungsenden des Rotors durch biegsame Leitungen verbundenen
Schleifringe werden auf der koaxialen Achse eines zweiten Rotors angeordnet, der
unter dem Einfluß der auch den ersten Rotor steuernden Ströme die gleiche Stellung
wie der erste Rotor einzunehmen bestrebt ist und gegen den ersten Rotor um einen
kleinen, jedoch sogroßenWinkel v erdrehbar ist, daß der durch die Reibung an den
Schleifringen verursachte Fehlwinkel der Einstellung des ersten Rotors von dem zweiten
Rotor noch überstrichen wird.
-
Der Vorteil der Erfindung ergibt sich aus folgendem. Der zusätzliche
Rotor arbeitet in üblicher Weise und stellt sich mit mehr oder weniger großer Genauigkeit
auf die gewünschte Stellung ein. Der mit dem Anzeiger gekuppelte Rotor macht diese
Bewegung mit, stellt sich aber schließlich sehr genau ein, da für ihn die Reibung
durch die Schleifkontakte fortfällt. Das Fehlen der Schleifkontakte ermöglicht eine
sehr feine Spitzenlagerung des mit dem Anzeiger gekuppelten Rotors, während Schleifringe
und -bürsten des zusätzlichen Rotors ohne Rücksicht auf die Reibung, dafür aber
besonders sicher hinsichtlich der Kontaktgabe ausgeführt werden können.
-
Man könnte zwar bei einer Anordnung nach Abb. i die Notwendigkeit
von Schleifkontakten dadurch vermeiden, daß man den Rotor als Permanentmagneten
ausbildet und den steuernden Strom durch auf dem Stator aufzubringende Wicklungen
hindurchschickt. Hierbei würde aber der Nachteil auftreten, daß infolge der größeren
Masse des Rotors eine sehr feine Lagerung nicht möglich ist. Ferner würden bei Verwendung
von Wicklungen mit Eisenkernen Hystereseerscheinungen auftreten, welche eine genaue
Reproduzierbarkeit der Einstellung verhindern. Diesen 'L\acliteil kann man zwar
vermeiden, wenn man die feststehenden Wicklungen eisenlos ausbildet; man brauchte
dann aber außerordentlich hohe Steuerströme, die in den meisten Fällen nicht zur
Verfügung stehen. Diese Nachteile treten nicht auf, wenn der mit dein Anzeiger gekuppelte
Rotor in bei Fernanzeigevorrichtungen bekannter Weise nur die Wicklungen zu tragen
braucht, die gegebenenfalls in bekannter Weise um einen feststehenden Weicheisenkern
drehbar gelagert sein können. Eine Hysterese tritt dann nicht auf, da der Steuerstrom
nicht zur Magnetisierung des Eisens dient. Die Wicklungen bewegen sich in dem schmalen
Luftspalt eines starken, homogenen Feldes. Es ist also eine sehr leichte Lagerung
beim Fehlen von Hystereseerscheinungen unter sehr geringem Steuerstrombedarf möglich.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. 2.
-
Zwischen den Polen 11' und S des feststehenden Magneten i ist ein
ebenfalls feststehender zylindrischer Weicheisenkörper z derart angeordnet, daß
zwischen ihnen ein ringförmiger Luftspalt entsteht. Gehalten wird der zylinderförmige
Eisenkörper durch eine durchbohrte Achse 3, die fest mit dem Gehäuse o. dgl. verbunden
ist. In dem Luftspalt zwischen den Polen des Magneten und dem Eisenkörper ist der
drei Spulenwicklungen tragende Rahmen 4 angeordnet. Dieser ist an einer Achse 5
befestigt, die bei 7 und 8 in Spitzen leicht drehbar gelagert ist. An der Achse
5 ist der Zeiger 9 angebracht, der beispielsweise über einerGradskala spielen kann.
-
Koaxial zur Rahmenspule 4. ist der durch den zylinderförmigen Permanentmagneten
14 dargestellte Rotor der zusätzlichen Grobeinstelleinrichtung angeordnet. Um den
Anker herum befindet sich der (nicht dargestellte)' Wicklungen tragende dreipolige
Stator 16 in sinngemäßer Anordnung zur dreipoligenRahmenspule 14, die in üblicher
Weise gelagert ist, wobei 15 eines dieser Lager darstellt. Auf der Achse 13 sind
drei Schleifringe io angebracht. Von den Schleifringen führt je eine biegsame Leitung
zu den einzelnen im Dreieck oder im Stern geschalteten Spulen des Drehrahmens 4.
Den drei Schleifringen werden die Steuerspannungen in Parallelschaltung zu den feststehenden,
ebenfalls in Stern-bzw. Dreieckschaltung miteinander verbundenen Spulen des Grobsystems
etwa entsprechend Abb. i von den Abgriffen eines Ringpotentiometers über die Klemmen
18 zugeführt. Es drehen sich dann Permanentrotor 14 undDrehrahmenspule synchron
zum Schleifer des Ringpotentiometers. Nach Beendigung eines Steuervorgangs stellt
sich dann der Permanentanker mit einemgewissenFehlerwinkel in die neue Lage ein,
während die Rahmenspule sich infolge ihrer reibungsarmen Lagerung und ihrer Hysteresefreiheit
sehr genau einstellen kann.
-
Zweckmäßigerweise wird der freie Drehwinkel des Dreharmes 4 gegenüber
dem Rotor 14 dadurch begrenzt, daß etwa ein an der Achse des Drehrahmens radial
angebrachter Stift zwischen zwei Anschlagstiften, die fest mit der Achse des Permanentankers
verbunden
sind, spielen kann. Der Spielraum muß mindestens so groß
sein wie der Ungenauigkeitsbereich der Grobeinstellvorrichtung.
-
Ein etwas abgeändertes Ausführungsbeispiel zeigen die Abb. 3a, b,
c. An Stelle der Rahmenspule 4 in Abb. 2 wird eine scheibenförmige Anordnung 4 von
drei Flachspulen verwendet, wodurch der mechanische Aufbau wesentlich vereinfacht.
wird. Diese Spulenscheibe bewegt sich in dem entsprechend ausgebildeten Luftspalt
zwischen zwei parallel und fest angeordneten flachen Permanentmagneten i und i'
mit den Polschuhen 2 und 2'. Die Permanentmagnete stehen sich, wie Abb. 3b im Schnitt
parallel zurAchse 5 näher zeigt, mit den ungleichnamigen Polen gegenüber und erzeugen
im Luftspalt ein starkes, homogenes Magnetfeld.
-
Um eine Verringerung der Bauhöhe zu erzielen, werden zweckmäßigerweise
auch beim Grobsystem der Permanentrotor 14 und der Stator 16 flach ausgeführt. Abb.
3c zeigt die Anordnung der Magnete i und i' und der Spulenscheibe 4 im Schnitt senkrecht
zur Achse 5.
-
Die Erfindung ist auch anwendbar bei Systemen, die nicht mit Gleichstrom,
sondern mit Wechselstrom gesteuert werden. Ein derartiges Ausführungsbeispiel zeigt
Abb.4. Hierbei stellt i einen dreipolig gewickelten Stator von solcher Höhe dar,
daß in seinem Hohlraum zwei Rotoren :2 und 3 untergebracht werden können. Der Rotor
:2 befindet sich auf Achse 8, welche die Schleifringe 9 trägt, und ist in üblicher
Weise etwa bei io gelagert. Koaxial zum Rotor 2 befindet sich der in Spitzen gelagerte
Rotor 3, dessen Achse 4 an der Stelle 5 gelagert ist und den Zeiger i i trägt. Beide
Rotoren sind zweipolig gewickelt. Während die Wicklung des Rotors 2 ihre Spannung
über die auf seiner Achse sitzenden Schleifringe 9 erhält,.wird die Zuführung zur
Wicklung des Rotors 3 von biegsamen Leitungen 7 übernommen, welche die Wicklungen
der beiden Rotoren unter Parallelschaltung elektrisch verbinden. Bei dieser Anordnung
ist die übliche Schaltung vorausgesetzt, bei der die Rotoren eines Geber- und eines
Empfängersystems mit einem Einphasen-Wechselstromnetz verbunden sind, während die
in Stern oder Dreieck geschalteten Wicklungen der beiden Statoren, von denen der
des Empfängersystems hier durch den Stator i dargestellt wird, sinngemäß miteinander
verbunden sind.