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Einrichtung zur Fernübertragung von Winkeleinstellungen an Apparaten
Es sind bereits Einrichtungen zur Fernübertragung von Winkeleinstellungen an Apparaten
bekannt, bei welchen die Übertragung der Winkel mittels elektrisch auf synchrone
Rotationsbewegung gekuppelter Elektromotoren der Sende- und Empfangsstellen erfolgt,
wobei die Motoren durch eine aus, nvei verdrehbaren Teilen bestehende Winkeleinstell-und
Stromsteuerungsvorrichtung gesteuert werden, die mit dem Motor der Sendestelle mechanisch
gekuppelt und als Nachlaufwerk geschaltet ist.
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Die Erfindung bezweckt eine allgemeinere Verwendbarkeit der bekannten
Einrichtung und besteht im wesentlichen darin, daß an die Übertragungsleitung zwei
oder mehrere zum Senden beliebiger kontinuierlich veränderlicher Winkel geeignete
Nachlaufwerke angeschlossen sind, die mit je einem in die Übertragungsleitung eingeschalteten
Synchronmotor mechanisch in der Weise gekuppelt sind, daß beim Senden von Winkeln
in beliebiger Richtung über die Leitung stets eine synchrone Verstellung in allen
angeschlossenen Nachlaufwerken eintritt, die der Winkeleinstellung an der jeweiligen
Sendestelle entspricht. Es kann also mit der neuen Übertragungsanlage nicht nur
von einer Sendestelle aus eine Winkelsendung vorgenommen werden, sondern es kann
von beliebigen, an die Sendeleitung angeschlossenen Empfangsstationen auch eine
Rücksendung an die übrigen Empfangsstellen durchgeführt werden.
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Zur Steuerung von elektrischen Zugantrieben sind schon Einrichtungen
zum gleichzeitigen Verstellen der Walzenfahrschalter eines aus mehreren Triebwagen
bestehenden Zuges von jedem beliebigen Fahrschalter des Zuges aus vorgeschlagen
worden. Derartige
Vorschläge konnten aber auf eine Weiterentwicklung
der Technik im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht befruchtend einwirken, da
die Walzenfahrschalter bei solchen Steuerungsanlagen jeweils nur um einen Kontakt,
also um einen Winkel von bestimmter Größe verstellt werden können, worauf die Nachstellung
-der übrigen Wal7gnfah.rschalter inittels magnetisch betätigter Schalträder erfolgt.
Erst durch zeitliche Aneinanderreihung mehrerer Übertragungsvorgänge können Winkel
verschiedener Größe von einer Schaltwalze auf die anderen übertragen «-erden, wobei
jedoch zu beachten ist, daß die übertragenen Winkel stets ein Vielfaches des bei
einer Teilübertragung eingestellten Winkels sein müssen, so daß von einer Sendung
von beliebig großen Winkeln überhaupt nicht gesprochen werden kann. Demgegenüber
ermöglicht der Erfindungsgegenstand die Sendung von Winkeln in jeder beliebigen
Größe in einem einzigen Sendevorgang, der durch synchrone Übertragung in raschester
Weise erfolgt. Die neue Winkelübertragungseinrichtung eignet sich insbesondere für
schnelle gegenseitige Verständigung zwischen entfernt voneinanderliegenden Übertragungsstellen.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in beispielsweiser
Ausführungsform an Hand einer Übertragungseinrichtung mit -zwei Stationen dargestellt.
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Die Station I der Fernübertragungseinrichtung besteht aus einem Motor
i, der über ein beliebiges Getriebe 2 mechanisch mit einer drehbar gelagerten Scheibe
3 der Stromsteuerungsvorrichtung zum Winkelsenden gekuppelt ist. Diese Vorrichtung
weist noch einen zweiten drehbaren Teil d. auf. Der Teil d. kann beliebig von Hand
aus oder durch eine eigene mechanische Vorrichtung verdreht «erden, wodurch die
Größe des zu sendenden Winkels beispielsweise an einer Skala 5 festgelegt wird.
An dem drehbaren Zylinder. ist ein Kontaktarm 6 befestigt, der auf Kontaktlamellen
7, 8 der Scheibe 3 gleitet. Die Kontaktlamellen sind halbkreisförmig auf der Scheibe
verlegt und durch eine Isolationsstrecke voneinander getrennt. Während der Kontaktarm
6 an den einen Pol eines Gleichstromnetzes angeschlossen ist, ist dieKontaktlamelle
7 über :eine Relaisspule 9, die Kontaktlamelle e über eine Relaisspule io mit dem
anderen Pol des Gleichstromnetzes verbunden. Die Relaisspulen 9 und io steuern eine
Umschaltvorrichtung i i, welche die zum Motor i führendeLeitung 12 umpolen kann.
Zwischen die Leitung 12 und die Umschaltvorrichtung i i ist ein Schalter 13
eingebaut, der die Umschaltvorrichtung i i wahlweise auf die Leitung i? oder auf
eine zu einem Motor 1d führende Leitung 15 schalten kann. Der Motor i.l ist über
ein Getriebe 16 mit dem Zylinder ,4 der verdrehbaren Stromsteuerungsvorrichtung
mechanisch verbunden. Eine elektromechanische Kupplung 17 läßt eine Lösung dieser
Verbindung zu. Die Ein- und Ausschaltung der Kupplung 17 erfolgt durch einen
dritten Pol des Schalters 13. Zur Umschaltung des Schalters 13 ist ein Relais 18
angeordnet, das durch einen Druckknopfschalter ig an Spannung gelegt werden kann.
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Die Station II der dargestellten Übertragungseinrichtung hat denselben
Aufbau wie die Station 1. Die Aufbauelemente dieser Station sind entsprechend der
bei der Station I verwendeten Bezeichnung mit den Bezugszeichen i' bis i9' versehen.
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Die Motoren i und i' sind in ihrer Bauart als Einankerumformerausgebildet,
deren Drehstromseiten durch die Übertragungsleitung 2o elektrisch gekuppelt sind.
Auch die Gleichstromseiten der beiden als Einankerumformer ausgeführten Motoren
sind zweckmäßig über eine Übertragungsleitung -2i miteinander verbunden. Die Schalter
ig und i g' der beiden Stationen sind so in eine Leitung 22 eingebaut, daß beim
Niederdrücken des Schalters ig die Relaisspule i8 Strom erhält, während die Relaisspule
18' stromlos wird und beim Niederdrücken des Schalters ig' die Relaisspule 18' stromdurchflossen
ist, während die Relaisspule 189 abgeschaltet ist.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Ein-,xichtung ist folgende: In
jener Station, von der aus gesendet werden soll (beispielsweise in Station I), wird
der Druckknopf ig niedergedrückt. Hierdurch spricht das Relais i S an. und der Schalter
13 legt die Urnschaltevorrichtung i i an die Leitung 12 zu den Motoren i, i'. In
der anderen Station II ist das Relais i8' stromlos, so daß der Schalter
13'
die Umschaltevorrichtung i i' mit dein ;Motor i4' verbindet. Die Kupplung
17 in Station I steht unter Strom und ist dabei entkuppelt, während die Kupplung
17' in der Station II stromlos ist, wobei der Motor 14' über das Getriebe
16' mit dem Zylinder .l# mechanisch verbunden ist. Durch Verdrehen des Zylinders
d. in der Station I wird der zu sendende Winkel an der Skala 5 eingestellt. Hierdurch
gelangt dei' Kontaktarm 6 auf eine der Kontaktlamellen 7 oder B. Demzufolge spricht
entweder das Relais 9 oder das Relais io an und stellt dabei den rechten oder den
linken Schaltarm der L'mschaltevorrichtung i i um. Während vor diesem Schaltvorgang
die Gleichstromseite der Motoren i, i' über die Leitung 12, den Schalter 13 und
die Schaltvorrichtung ii kurzgeschlossen war, sind diese Motoren nunmehr an das
Gleichstromnetz 23 gelegt, wobei die Polarität des Stromanschlusses davon abhängt,
ob der Kontaktarm
6 der Stromsteuerungsvorrichtung auf der Kontaktlamelle
7 oder auf der Kontaktlamelle 8 aufliegt. Die Motoren i und i' werden sich im Moment
ihres Anschlusses an die Gleichstromleitung 23 je nach- der Polung dieses Anschlusses
entweder nach links oder nach rechts in Bewegung setzen. Der Umlauf der Motoren
i und i' erfolgt zufolge der drehstromseitigen Kupplungen über die Leitung 2o vollkommen
synchron; und zwar so lange, bis der Motor i die Scheibe 3 so weit verdreht hat,
daß der Kontaktarm 6 des Zylinders 4. auf dem isolierenden Zwischenstück zwischen
den Lamellen 7 und 8 aufliegt und dadurch die Stromzuleitung zu den Motoren i und
i' unterbunden wird. Inzwischen hat der Motor i' die Scheibe 3' in der Station II
um denselben Winkel verdreht, um den die Scheibe 3 in- der Station I ursprünglich
aus ihrer Ruhelage gebracht wurde. Dadurch ist der Kontaktarm 6' auf eine der Kontaktlamellen
7', 8' aufgelaufen, eine der Relaisspulen g' oder i o' hat hierdurch Strom erhalten,
und die Umschaltevorrichtung i i' hat den Motor i4', der bisher kurzgeschlossen
war, mit der entsprechenden Polung an die Gleichstromleitung 23' angeschlossen.
Der Motor setzt sich in der durch die Polung des Anschlusses gegebenen Richtung
in Bewegung und dreht sich so lange, bis er den Zylinder 4' der drehbaren - Stromsteuerungsvorrichtung
so weit verschwenkt hat, daß der Kontaktarm 6' auf dem isolierenden Zwischenstück
zwischen den Kontaktlamellen aufruht. Dann wird das Relais g' bzw. iö stromlos,
der Motor 14' wird vom Gleichstromnetz abgeschaltet und über die Umschaltev orrichtung
i i' wieder kurzgeschlossen. Die Motoren 14 und 14! sind mit den Apparaten verbunden,
deren Winkeleinstellung durch Fernübertragung beeinflußt werden soll. Bei dem beschriebenen
Sendevorgang wird demnach der mit dem Motor 14' verbundene Apparat genau um den
an der Skala 5 der Station I festgelegten Winkel verdreht.
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Die Sendung von der Station II nach der Station I erfolgt in gleicher
Weise durch Niederdrücken des Druckknopfes ig' und Verschwenken des vierdrehbaren
Teiles 4.
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Die Erfindung läßt sehr verschiedene bauliche Ausgestaltungsformen
der Fernübertragungseinrichtung zu. So können beispielsweise die als Einankerumformer
ausgeführten Motoren i, i' durch M otoren ersetzt werden, die auf gleicher Welle
mit einer Synchronmaschine sitzen, wobei die Synchronmaschinen miteinander über.
eine Verbindungsleitung auf Synchronismus gekuppelt sind. Die Blockierungsanordnung
i8, ig, 22 kann statt einer Relaissteuerung eine Steuerung vorsehen, welche die
Stromkreise der Arbeits- und Steuermotoren unmittelbar schaltet. An die Leitungen
2o und 21 können beliebig viele weitere Stationen angeschlossen «-erden, deren Blockierungsschalter
ig in die Leitung 22 einzuschalten sind. Hierbei ist zu beachten, daß die Druckknopfschalter
i9, i9' usw. für jede neue angeschlossene Station ein weiteres Kontaktpaar zu erhalten
haben. Bei der Parallelschaltung mehrerer Stationen empfiehlt :es sich, darauf zu
achten, daß die elektrischen Stromkreise der einzelnen Motoren i, i' usw. einander
elektrisch gleichwertig sind und daß die Motoren untereinander gleich groß sind.
Hierdurch wird das Entstehen größerer Ausgleichsströme in den L eitungen 2o sowie
ein Außertrittfallen von Steuermotoren vermieden. Der einfachste Weg, dies zu erreichen,
ist :ein vollkommen symmetrischer Aufbau der ganzen Anlage, der bei sämtlichen Stationen
gleiche Leitungslängen mit gleichen Leitungsquerschnitten verwendet. Ist ein solcher
Aufbau nicht möglich, so kann die elektrische Äquivalenz der einzelnen Stromkreise
durch Einschaltung von Justierwiderständen erreicht werden. Beim Zusammenschließen
mehrerer Stationen können mit den erfindungsgemäß aufgebauten Stationen natürlich
auch solche zusammengeschaltet werden, die entweder nur Sendestationen sind, oder
solche, die nur als Empfangsstationen verwendet werden können.
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Die Motoren 14, i-' können gegebenenfalls als Einankerumformer ausgebildet
sein, deren Drehstromseiten mit Nachlaufwerken anderer Stationen verbunden sind.
Hierdurch kann eine Serienschaltung dreier oder mehrerer Stationen durchgeführt
werden. Eine solche Serienschaltung empfiehlt sich unter Umständen bei der Überwindung
weiter Strecken, wo im Laufe dieser Strecke Zwischenrelais in der beschriebenen
Weise eingeschaltet werden.
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Außer dem Vorteil des Zusammenschlusses beliebig vieler Stationen
zu einer Übertragungseinrichtung, die alle als Sender sowie als Empfänger verwendet
werden. können, bringt die Erfindung noch in mannigfacher Hinsicht einen Fortschritt
mit sich. Vor allem wirkt sich die Trennung der synchron laufenden Steuermotoren
i, i' von den Arbeitsmotoren 14, il.' günstig aus, da die letzteren in ihrer Größe
und Arbeitsfähigkeit der Größe des zu verstellenden Apparates in jeder Station angepaßt
werden können, während die auf Synchronlauf gekuppelten Motoren unabhängig von der
Leistungsfähigkeit der einzelnen Stationen gleich groß ausgeführt sein können. Die
Steuermotoren können dabei ganz klein gebaut werden, da sie außer der Verstellung
des Nachlaufwerkes keine mechanische Arbeit zu leisten haben. Die übertragung mit
der erfindungsgemäß ausgeschalteten
Einrichtung ist daher überaus
sicher und fehlerlos und kann zur Verstellung beliebig großer und schwerer Apparate
Verwendung finden. Ist der mit der Stromsteuerungsvorrichtung des Nachlaufwerkes
gekuppelte Senderapparat schwer zu handhaben, so kann der Arbeitsmotor gegebenenfalls
auch zur Verstellung des Nachlaufwerkes beim Senden herangezogen werden.
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lfitunter kann es erwünscht sein, daß in einer oder mehreren Empfangsstationen
die Summe oder die Differenz zweier von je einem Sender übertragener Winkel selbsttätig
eingestellt «-erden soll. Zu diesem Zwecke wird die Anordnen- der fvTbertragungseinrichtun-
so getroffen, daß die eine Sendestation den Zylinder .I, die zweite Sendestation
die Scheibe 3 der Empfangsstation svnclironmotoriscli verstellt. Die so an der Stronisteuerungsvorrichtung
eingestellte Winkelsumme oder Winkeldifferenz kann vom Motor der Empfangsstation
auf das zu steuernde Gerät übertragen werden.
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Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Stromsteuerungsvorrichtung
in den einzelnen Stationen der übertragungseinrichtun- ein Regelwiderstand zugeordnet
sein, der bei Betätigung der Stronisteuerungsvorrichtung gleichzeitig mit betätigt
wird und der je- I weils in den Stromkreis der durch die Strom steuerungsv orrichtung
gesteuerten Motoren eingeschaltet ist. Dieser Regelwiderstand läßt eine kontinuierliche
Geschwindigkeitsregelung der gesteuerten Motoren in der Weise zu, daß die Motoren
schneller umlaufen, wenn der eingestellte Verdrehungswinkel klein ist. Eine einfache
Konstruktion ergibt sich, wenn die Schleifsegmente der Stromsteuerungsvorrichtung
selbst als Regelwiderstand ausgebildet sind, auf dem der Kontaktarm der Stromsteuerungsvorrichtung
schleift und hierbei einen vom Wert des Verdrehüngswinkels abhängigen Widerstandswert
abgreift.