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Einrichtung für elektrische Fernsteuerungen Bei der elektrischen Fernsteuerung
eines einzustellenden -Gegenstandes besteht bekanntlich die Aufgabe, den einzustellenden
Gegenstand. durch einen Motor entsprechend einer nach Größe und Richtung vorgegebenen
Bewegung zu verstellen. Der Einstellmotor muß zur Beschleunigung des einzustellenden
Gegenstandes ein verhältnismäßig großes Drehmoment entwickeln und muß demzufolge
für dieses erhöhte Drehmoment bemessen werden, da nicht der Einstellmotor das Drehmoment
braucht, sondern der einzustellende Gegenstand. Dies bedingt aber, daß auch die
Abmessungen des die Antriebsleistung liefernden Aggregates, z. B. eines Generators,
dessen Erregung, z. B.,durch, einen Regler, der aus einer Schaltung mit gittergesteuerten
Gas- oder Dampfentladungsgefäßen besteht, geregelt wird, verhältnismäßig große Werte
annehmen. An den Gittern der Entladungsgefäße kann dabei eine Spannung liegen, die
sich in Abhängigkeit von der Größe des Wegfehlers zwischen vorgegebener und ausgeführter
Bewegung und in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit einer dieser Bewegungen ändert.
An die Stelle der genannten
Steuergrößen können auch andere und
gegebenenfalls noch weitere an sich bekannte bzw. vorgeschlagene Steuergrößen, wie
z. B. die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen vorgegebener und nachgebildeter Bewegung,
die Beschleunigung od. dgl. treten.
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Es ist auch bereits eine Einrichtung zur Einstellung eines Gegenstandes
entsprechend einer vorgegebenen Bewegung bekannt, bei der der Einstellmotor durch
abwechselndes Einschalten oder Kurzschließen von Widerstand durch ein Relais tirrillähnlich
arbeitet. Die Widerstände und Relaiskontakte liegen hierbei im Ankerstromkreis und
müssen demzufolge auch für den höchstzulässigen Ankerstrom bemessen sein.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für elektrische, die Einstellung
eines insbesondere schweren Gegenstandes bewirkende Fernsteuerungen, bei denen die
Speisung des Einstellmotors durch eine Spannung erfolgt, die einer nach Größe und
Richtung vorgegebenen Bewegung proportional ist. Erfindungsgemäß wird hierbei die
Erregung des Einstellmotors oder bei einer Mehrzahl von Einstellmotoren die Erregung
aller oder eines Teiles der Einstellmotoren in Abhängigkeit von der Verstellgeschwindigkeit
des einzustellenden Gegenstandes stetig geschwächt. Die Schwächung der Erregung
erfolgt durch Gegenschaltung von Tachometermaschinen, die über eine an sich bekannte
Getriebeanordnung angetrieben «-erden, deren Ausgangswellen auch bei verschiedener
Drehrichtung der Eingangswellen den gleichen Drehsinn beibehalten. Die erfindungsgemäße
Einrichtung gestattet eine kontinuierliche Regelung der Verstellgeschwindigkeit
unter Wegfall jeglicher Kontakte, die leicht Störungen zur Folge haben.
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Zur Vergrößerung des Anlaufmomentes können weiterhin Einstellmotoren
mit außerordentlich hoher Feldstärke Verwendung finden, die also im Ruhezustand
stark übererregt sind, deren Erregung aber durch die Gegenschaltung der Tachometermaschinenspannung
wieder auf den normalen Wert verringert wird. Bei Aufrechterhaltung der Lfibererregung
würden derartige Motoren im Dauerbetrieb einen unzulässig hohen Magnetisierungsstrom
aufnehmen, und es würden weiterhin unerwünschte Wirbelströme auftreten, die schließlich
zu einer Verbrennung des Motors führen würden.
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Die erfindungsgemäßen Maßnahmen führen dazu, daß nicht nur die Abmessungen
des die Leistung zur Verfügung stellenden Aggregates (Generators), sondern auch
die des oder der Einstellmotoren gegenüber den sonst erforderlichen Abmessungen
erheblich herabgesetzt «-erden können. Zurückzuführen ist dies darauf, daß die Einstellmotoren
bei geschwächter Erregung die Neigung haben, schneller zu laufen, und daß weiterhin
zur Aufbringung des während des Laufens erforderlichen Drehmomentes ein geringerer
Ankerstrom genügt. Es ergibt sich dadurch ein verringerter Platzbedarf, durch den
die Verwendung der elektrischen Fernsteuerung gegenüber z. B. der hydraulischen
Fernsteuerung vielfach vorzuziehen ist. Außerdem kommt das verringerte Gewicht von
Generator und Motor hinzu, was sich besonders günstig bei Fernsteuerungen auswirkt,
die auf Fahrzeugen untergebracht sind. Darüber hinaus ist es für alle Zwecke vorteilhaft.
die Abmessungen und Gewichte dieser zu einer elektrischen Fernsteuerung gehörenden
Hauptteile herabzusetzen.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens
dargestellt. Es zeigt Fig. i den Antrieb eines einzustellenden Gegenstandes mittels
eines Motors, Fig. 2 den Antrieb eines einzustellenden Gegenstandes mittels zweier
in Reihe geschalteter Motoren, Fig. 3 den Antrieb eines einzustellenden Gegenstandes
mittels vier in Reihe geschalteter Motoren.
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Der Anker des Einstellmotors i wird z. B. von einem nicht mitgezeichneten
Generator aus gespeist, dessen Erregerwicklung von einem Regler, z. B. einer Schaltung
von gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßen, so beeinflußt wird, daß
die Generatorspa:nnunggerade eine soIche Größe aufweist, daß der Einstellmotor die
vorgegebene Bewegung richtig nachbilden kann. Seine Erregerwicklung ist mit 2 bezeichnet.
Der Einstellmotor i steht in Antriebsverbindung mit dem einzustellenden Gegenstand
3. Vom einzustellenden Gegenstand 3 aus wird über ein Ritzel 4 die Eingangswelle
3 einer Getriebeanordnung 6 mit einer der Verstellung des einzustellenden Gegenstandes
3 entsprechenden Drehrichtung angetrieben. Ihre Erregerwicklung ist mit 9 bezeichnet.
Die Tachometermaschine 8 ist dabei der Erregerwicklung a entgegengeschaltet, schwächt
also j die Erregung des Einstellmotors i.
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Zu Beginn einer Verstellbewegung des Gegenstandes 3 ist der Einstellmotor
i voll erregt, bringt also ein großes Drehmoment auf. In dem Maße, wie nun der einzustellende
Gegenstand 3 beschleunigt wird, liefert die Tachometermaschine 8 eine Gegenspannung.
die Drehzahl des Einstellmotors i steigt an, und sein Drehmoment nimmt ab, desgleichen
nimmt die vom Einstellmotor entwickelte Gegen-EMK ab, so daß mit einer geringeren
EMK die höchste Drehzahl erreicht «-erden
kann. Die Lose in der
Getriebeanordnung 6 kann dabei groß sein oder sogar noch künstlich vergrößert werden,
damit bei Beginn der Bewegung des Gegenstandes 3 bzw. bei einer Drehrichtungsumkehr
der Einfluß der Tachometermaschine 8 überhaupt nicht oder nur in sehr geringem Maße
vorhanden ist.
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Ist zwischen dem die vorgegebene Bewegung ausführenden Geber und dem
einzustellenden Gegenstand ein großer stellungsunterschied aufgetreten, so findet
üblicherweise zunächst eine Grobsynchronisierung der Fernsteuerung statt. Während
dieser Zeit wird dem Einstellmotor i eine gleichbleibende Spannung zugeführt,. die
ihn befähigt, mit der höchst zulässigen Drehzahl nach der Synchronisierung zwischen
Geber und einstellendem Gegenstand hinzulaufen. Damit nun diese höchst zulässige
Drehzahl nicht überschritten wird, ist.es zweckmäßig, die Tachometermaschine 8 nur
einem Teil der Erregerwicklung 2 entgegenzuschalten, wie dies auch in der Fig. i
gezeigt ist.
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In der Fig. 2 und auch in den übrigen Figuren sind gleiche Teile mit
den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der Fig. i. Hinzugekommen ist hier noch
ein weiterer Einstellmotor io mit der Erregerwicklung i i. Die Anker der Einstellmotoren
i und io sind dabei in Reihe geschaltet und treiben gemeinsam den einzustellenden
Gegenstand 3 an. Es,is;t in diesem Fall auch nicht erforderlich, besondere Vorkehrungen
zu treffen, um beim Grobsynchronisieren die Übersteigung der höchst zulässigen Drehzahl
der Einstellmotoren i und io zu verhindern, weil nur die Erregerwicklung2 geschwächt
wird, während die Erregerwicklung ii unbeeinflußt bleibt.
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Werden die Einstellmotoren i und io gemäß Fig. 3 parallel geschaltet,
so muß im gleichen Maße wie die Erregerwicklung 2 auch die Erregerwicklung i i geschwächt
werden. Dies kann entweder dadurch geschehen, daß die beiden Erregerwicklungen 2
und i i mit Hilfe der Tachometermaschine 8 geschwächt werden, oder aber es muß für
jede Erregerwicklung eine besondere Tachometermaschine vorgesehen werden. Letzterer
Fall ist in der Fig. 3 dargestellt. Vom einzustellenden Gegenstand 3 wird über ein
Ritzel 12 die Eingangswelle 13 einer weiteren der Getriebeanordnung 6 entsprechenden
Getriebeanordnung 14 angetrieben, deren Ausgangswelle 15 ihrerseits eine Tachometermaschine
16 antreibt, deren Erregerwicklung mit 17 bezeichnet ist. Arbeiten beide Einstellmotoren
i und io auf einem einzustellenden Gegenstand 3, so ist es zweckmäßig, z. B. durch
Compoundierung, dafür zu sorgen, daß eine richtige Aufteilung des von jedem Motor
übernommenen Drehmomentes erfolgt. In der Fig. q. erfolgt der Antrieb des einzustellenden
Gegenstandes 3 mit Hilfe der Einstellmotoren i, io, 18 und 2o. Die Erregerwicklungen
der Motoren 18 und 20 sind dabei mit i9 und 21 bezeichnet. Bei dieser Anordnung
findet eine gleichzeitige Schwächung der Wirkung der Erregerwicklungen 2 und 21
durch die von der Tachometermaschine 8 gelieferte Spannung statt. Infolge der Reihenschaltung
der Anker der Einstellmotoren i, io, 18 und 20 und der Tatsache, daß die Erregerwicklungen
ii und i9 unbeeinflußt bleiben, erübrigen sich auch hier wieder besondere Vorkehrungen,
um ein Überschreiten der zulässigen Drehzahl der Einstellmotoren beim Grobsynchronisieren
zu verhindern.
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Selbstverständlich fingen nur an den Stellen Einstellmotoren mit außerordentlich
hoher Feldstärke Verwendung, wo auch eine Schwächung der Erregerwicklung stattfindet.
Nur dann ist nämlich ihre vorteilhafte Verwendung möglich, während an Stellen, wo
keine Schwächung der Erregerwicklung stattfindet, die Nachteile während des Dauerbetriebes
die Vorteile beim Anlauf überwiegen würden.