Einrichtung zur Fernanzeige von Dreligeschwindigkeiten mittelst Impulsen. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fernanzeige von DreUgesellwindigkeiten, zum Beispiel dorjenigen eines umlaufenden Messinstrumentes, mittelst Impulsen. Gemäss der Erfindung besitzt die Einrichtung einen selbstanlaufenden Motor und eine Schaltvor richtung, welche den Motor zwangläufig auf eine der anzuzeigenden Drehgeschwin digkeit proportionale Drehzahl einzustellen vermag. Das Anzeigeinstrument am Emp fangsort liegt im Autriebsstromkreis dieses .Motors.
Die Erfindung beruht auf der Erkennt nis, dass der Strom eines Motors abhängig von dessen Drehzahl ist. Wenn nun der An triebsmotor gezwungen wird, dieselbe Zahl von Umdrehungen zu machen wie die Welle, deren Drehzahl gemessen werden soll, so ist der Antriebsstrom des Motors auch von der Drehzahl der Geberwelle abhängig.
In der Zeichnung sind einige Ausfüli- rungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Abb. <B>1</B> ist ein Zähler, dessen Drehzahl fern- gemessen werden soll. Dieser Zähler treibt über die Schneeke 2 und das Schneckenrad <B>3</B> eine Welle an, an der der Kontaktarm 4 angebraallt ist.<B>6</B> ist ein gewöhnlicher Am- perestundenzählermotor. Seine Drehgeschwin digkeit wird durch den Vorlaufkontakt<B>11</B> zwangläufig gesteuert.
Der Motor<B>6</B> besitzt einen Anker<B>7</B> und einen permanenten Feld magneten<B>8.</B> Im Ankerstromkreis des Mo tors<B>6</B> liegt eine Batterie<B>13,</B> die Fernleitung <B>18</B> und das Empfangsinstrument<B>19.</B> Der Vorlaufkontaktarm <B>11</B> ist so angeordnet, dass bei einer Drehung des Zählers<B>1</B> der Kontakt 4 den Kontakt<B>11</B> berührt. Dadurch wird ein Stromkreis geschlossen, der von der Bat terie<B>13</B> über den Schleifring<B>5,</B> die beiden Kontaktarme 4 und<B>11,</B> den Schleifring 12, den Motoranker<B>7,</B> die Fernleitung<B>18,</B> das Empfangsinstrument<B>19</B> zur Batterie<B>13</B> zu rückführt, Der Anker<B>7</B> erhält infolgedes sen einen Stromimpuls und beginnt sich zu drehen.
Dadurch wird der Kontaktarm<B>11</B> von dem Kontakt 4 fortbewegt. Der Kon- fakt wird geöffnet und damit der Antriebs stromkreis des Motors<B>6</B> unterbrochen, so dass die Drehzahldes Motors wieder absinkt. In folgedessen holt der Zähler<B>1</B> die Gangdif ferenzen wieder auf und sein Kontaktarm 4 berührt wiederum den Kontaktarm<B>11</B> und das Spiel beginnt von neuem. Solange der Zähler<B>1</B> siel:L dreht erhält in dieser Weise der Motor<B>6</B> dauernd Impulse und legt ebenso viel Umdrehungen zurück wie der Zähler<B>1</B> und sein Ankerstrom ist proportional der zu messenden Drehgeschwindigkeit.
Um der Tatsache, dass der Antriebsstrom des Motors<B>6</B> aus einzelnen Stromstössen be steht, Rechnung zu tragen, ist als Empfangs instrument<B>19</B> ein träges Instrument, bei spielsweise ein ballistisches Instrument, ver wendet, dessen Zeitkonstante so gewählt ist, dass selbst bei der kleinsten Drehgeschwindig- keit, die noch lern angezeigt -werden muss, der Zeiger des Instrumentes nicht pendelt.
Abb. 2 zeigt eine Einrichtung für den Fall, dass Vorwärts- und Rückwärtslauf des Zählers<B>1</B> fernangezeigt werden sollen. Die Bezifferung der Einzelteile entspricht der Abb. <B>1.</B> Der Kontaktarm 4 kommt bei Vor wärtslauf mit dem Kontaktarm lia, bei Rückwärtslauf mit dem Kontaktarm Ilb in Berührung.
Die Schaltung der Batterie<B>13</B> ist dabei derart getroffen, dass bei Kontakt gabe zwischen den Kontaktarmen 4 und lia der Anker<B>7</B> im umgekehrten Sinne strom durchflossen ist als bei Kontaktgabe zwischen den Kontaktarmen 4 und llb. Da der Gleich strommotor<B>6</B> permanente Erregung besitzt, ist der von dem Instrument<B>19</B> gemessene Ankerstrom nicht nur der Grösse, sondern auch der Richtung nach proportional der Drehgeschwindigkeit des Zählers<B>1.</B> Das Empfangsinstrument<B>19,</B> wieder zweckmässig ein ballistisches Instrument, ist mit Null punkt in der Mitte der Skala ausgeführt.
Die Abb. <B>3</B> zeigt eine Einrichtung zu demselben Zweck wie die der Abb. 2, nämlich zur Fernübertragung von Vor- und Rück- wärtslauf. Statt der beiden Kontaktarme lia und llb in Abb. 2 ist jedoch in Abb.-3 nur ein einziger Kontaktarm<B>11</B> vorhanden.<B>An</B> den Kontaktarm 4 wird mit Hilfe eines von der Schnecke 2 des Zählers<B>1</B> betätigten Um schaltkontaktes 20 bei der Umkehr der Dreh richtung des Zählers<B>1</B> Plus- bezw. MinLi,- spannung angelegt.
Dadurch wird, ebenso wie in Abb. 2 die Stromrichtung im Anker <B>7</B> gewechselt und so die Umsteuerung des Motors<B>6</B> bewirkt.
Abb. 4 zeigt eine besondere Ausführungs form der Kontaktarme 4 und<B>11,</B> nämliel-i eine solche, mit Schleifkontakt anStelle der in den Abb. <B>1</B> und<B>3</B> gezeichneten Druck kontakte. Die Wirkungsweise einer Fern- übertragungseinrichtung mit dieser Kontakt anordnung ist dieselbe wie sie bei den vor hergehenden Abbildungen erläutert ist.
Sie hat ihnen gegenüber den Vorteil, dass der Zähler<B>1</B> auch dann weiterlaufen und auf ein vorhandenes Zählwerk arbeiten kann, wenn der Motor<B>6</B> etwa infolge irgend einer Störung oder infolge Unterbrechung der Fernübertragungsleitung sieh nicht mehr dreht.
Der Motor<B>6</B> (Abb. <B>1)</B> kann auch ein Wechselstrommotor sein, etwa ein Ferraris- motor. An Stelle der Batterie<B>13</B> hat dann eine Wechselstromquelle zu treten. Der Vor teil der Wechselstromeinrichtung ist, dass sie ohne Batterie betrieben, also zum Beispiel an ein Wechselstromnetz angeschlossen wer den kann.
Die beschriebene Einrichtung kann auch in der Weise abgeändert werden, dass der Motor<B>6</B> von Abb. <B>1</B> sich nicht an der Geber stelle, sondern an der Empfangssielle be findet. Eine solche Einrichtung ist in Abb. <B>5</B> dargestellt. Sie eignet sieh für eine, Fern messung nach dem Impulsfrequenzfernmess- system, bei dem die Häufigkeit der über die Fernleitung geschickten Impulse proportio nal der zu übertragenden Drehgeschwindig keit ist.
In der Fernleitung 21 liegt das Empfangsrelais 522, dessen Anker mittelst einer Klinke<B>2.3</B> bei jedem Impuls das Klin kenrelais 24 um einen Zahn weiterschaltet. Mit der Achse des Klinkenrades ist aber eine Feder mit Kontaktarm<B>25</B> verbunden, der mit einem von dem Motor getragenen Kon taktarm<B>26</B> zusammenarbeitet. Zwischen der Achse des Klinkenrades 24 und dein Kontakt arm<B>25</B> befindet sieh ein Energiespeic'her, der zum Beispiel, wie in der Zeichnung darge stellt, aus einer Feder besteht.
Zwischen Feder und Kontaktarm<B>25</B> ist noch eine Wirbelstrombremse dazwisellengeschaltet. Der 'Kontaktarm<B>25</B> dreht sieh mit einer mitt leren Geschwindigkeit, die der Impulsfre quenz proportional ist. Der Energiespeicher und die Wirbelstrombremse wirken dabei in der Weise, dass aus der sehrittweisen Bewe gung des Klinkenrades 24 eine gleichförmige Drelibewegung des Kontaktarmes<B>25</B> entsteht. Bei jeder Berührung mit dem Vorlaufkontakt <B>26</B> wird ein Stromkreis für den Motor<B>28</B> geschlossen.
Der Stromkreis verläuft von <B>D</B> Erd6 über Batterie<B>27,</B> Kontaktarm<B>25,</B> An ker<B>28</B> des Motors, Anzeigeinstrument<B>29</B> nach Erde. Durch den Stromsc'hluss wird der Motor in Bewegung gesetzt und unter bricht dadurch seinen eigenen Stromkreis. Der Anker<B>28</B> und der Vorlaufkontakt<B>26</B> legen infolge der ständigen Stromunter brechungen einen aus einzelnen Schritten be stehenden Weg zurück, der zwangläufig gleich demjenigen des Kontaktarmes<B>25</B> ist. Die Ankerstromstärke des Motors ist pro portional der Drehgeschwindigkeit und somit ein Mass für die fernanzuzeigende Messgrösse. Sie wird in dem Instrument<B>29</B> gemessen.
Ein Absinken der Spannung der Batterie <B>27</B> ist auf die Anzeige des Instrumentes<B>29</B> ohne Einfluss, da die Gesanitzahl der Um drehungen des Motors<B>28</B> zwangläufig auf den richtigen Wert eingeregelt wird und zu einer bestimmten Gesamtumdrehungszahl ein festes Strominiegral unabhängig von der Höhe der Spannung gehört.
Bei dem inder Abb. <B>6</B> dargestellten wei teren Ausführungsbeispiel wird ebenso wie bei der Einrichtung nach Abb. <B>5</B> ein Klinken rad 24 durch ein Empfangsrelais 22 ange trieben. Auf der Achse dieses Klinkenrades befindet sieh jedoch jetzt das Sonnenrad<B>30</B> eines Differentialgetriebes. Das zweite, Son- nenrad <B>31</B> wird von dem Motor<B>36</B> ange, trieben. Durch das Planetenrad 32 wird ein Betätigungshebel<B>33</B> bewegt, welcher eine Kontakteinrichtung 34 schliesst und öffnet.
Diese letztere liegt parallel zu einem Wi derstand<B>35</B> im Antriebsstromkreis des Mo tors<B>36.</B> Der Antriebsstromkreis des Motors enthält ausserdem eine Batterie<B>37</B> und das Anzeigeinstrument<B>39.</B> Die Achse des Mo tors<B>36</B> treibt über das Getriebe<B>38</B> das bereits genannte Sonnenrad<B>31</B> an. Der Wi derstand<B>35</B> und die Spannung der Batterie <B>37</B> sind derart bemessen, dass beim Schliessen des Kontaktes 34 die Geschwindigkeit des vom Motor<B>36</B> angetriebenen Sonnenrades<B>31</B> auf einen Endwert ansteigt, welcher über der höchsten Geschwindigkeit des Sonnen rades<B>30</B> liegt und dass beim Öffnen des Kon taktes 34 das Rad<B>31</B> eine Endgeschwindig keit unterhalb der geringsten Geschwindig keit des Rades<B>30</B> annimmt.
Die Einric'h- tung arbeitet nun derart, dass bei einem kon stanten Wert der anzuzeigenden Drehge schwindigkeit, also bei einem konstanten Wert der Impulsfrequenz, das Rad<B>30</B> mit konstanter, das Rad<B>31</B> jedoch mit einer Ge schwindigkeit rotiert, die abwechselnd um einen gewissen Betrag über und unter der jenigen des Rades<B>30</B> liegt. Wenn die Ge- seliwindigkeit des Rades<B>31</B> etwas höher liegt als die.jenige des Rades<B>30,</B> wird der Kontakt 34 geöffnet.
Dadurch wird der Widerstand<B>35</B> in den Stromkreis des Motors <B>36</B> eingeschaltet und die Drehzahl des Motors <B>36</B> sinkt auf den oben ervvähnten Mindest wert. Noch bevor dieser Mindestbetrag er reicht ist, wird jedoch durch die Anderung der Bewegungsrichtung des Kontaktarmes<B>33</B> der Kontakt 34 wieder geschlossen, die Dreh zahl<B>36</B> des Motors erhöht sich wieder, so dass der Betätigungsarm<B>33</B> wieder in umgekehr ter Richtung bewegt wird und den Kontakt arm 34 wieder öffnet.
In dieser Weise wird bei konstanter Geschwindigkeit des Sonnen rades<B>30</B> durch abwechselndes Schliessen und Öffnen der Kontakte 34 die Gesc'hwindig- keit des Rades<B>31,</B> das heisst diejenige des Motors<B>36</B> auf einen im Mittel gleichen Wert wie diejenige des Rades<B>30</B> eingeregelt. Der Antriebsstrom des Motors<B>36,</B> der im Instru ment<B>39</B> gemessen wird, ist dieser Drehzahl und damit der fernanzuzeigenden Drehge schwindigkeit des Messinstrumentes am Sendeort proportional.
Statt den im Antriebsstromkreis des Mo tors<B>36</B> liegenden Widerstand<B>35</B> kurzzu schliessen und einzuschalten, genügt es auch lediglich die Grösse des Widerstandes zu ändern. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Abb. <B>7</B> dargestellt. Der Widerstand -wird hierbei durch die über die Fernleitung kommenden Impulse im einen Sinne und durch den Motor 45 im andern Sinne ver ändert. 41 ist das Empfangsrelais für die auf der Fernleitung ankommenden Impulse. Diese Impulse verstellen aber die Klinke 42 und das Klinkenrad 43, das eine Sonnenrad 44 des Differentialgetriebes. Der Motor 45 trägt auf seiner Achse eine Kontaktvorrich tung 46, welche bei jeder Umdrellung den Stromkreis des Hilfsrelais 47 einmal schliesst.
Dieses Hilfsrelais verstellt über eine Klinke 48 und ein Klinkenrad 49 das andere Son nenrad<B>50</B> des Differentialgetriebes. Auf der Achse, des Planetenrades<B>51</B> sitzt ein kreis förmiger Widerstand<B>52,</B> der als Spannungs teiler geschaltet ist und seine Spannung von einer Hilfsbatterie<B>53</B> bezieht. Es sei zu nächst angenommen, dass die fernübertra genen Impulse mit derselben Häufigkeit ein laufen, nach der von der Kontaktvorrichtung 46 das Hilfsrelais 47 erregt wird.
Die Son- iienräder 44 und<B>50</B> werden dann<U>immer</U> gleichzeitig um jeweils gleiche Beträge in entgegengesetzter Richtung verdreht, so dass die Achse des Planetenrades<B>51</B> sich über haupt nicht bewegt und demgemäss der Wi derstand 52 gegenüber der Schleifbürste 54 auch nicht bewegt wird.
Zwischen dieser Bürste und dem Pluspol des Widerstandes 52 liegt dann eine Spannung, die der Im pulsfrequenz direkt proportional ist und in folgedessen dreht,sich der Motor 45 mit einer Geschwindigkeit und nimmt einen Strom auf, der der Impulsfrequenz und damit der fern- anznzeigenden Drehgeschwindigkeit eben- falls direkt proportional ist. Dieser Strom wird in dem Anzeigeinstrument<B>55</B> gemessen.
Falls die Erregung des Empfangsrelais 41 und diejenige des Hilfsrelais 47 zwar mit gleicher Häufigkeit, aber mit einer konstan ten Phasenverschiebung erfolgt, führt der Widerstand<B>52</B> unter der Bürste 54 eine hin- und hergehende Bewegung derart aus, dass der Mittelwert des abgegriffenen Widerstan des und damit der Mittelwert des den Motor 45 und das Instrument 55 durchfliessenden Stromes der Impulsfrequenz direkt propor tional ist.
Ändert sich die Häufigkeit der auf der Fernleitung eintreffenden Impulse, so wird der Widerstand<B>52</B> so lange verstellt, bis die Impulse der Kontakt-vorrichtung 46 wieder mit gleicher Häufigkeit, wie die auf der Fernleitung ankommenden Impulse auftreten. Zu diesem neuen Zustand gehört ein anderer Strom im Antriebskreis des Motors<B>55,</B> wel cher der neuen Drehgeschwindigkeit propor tional ist.
Die bei nicht gleichphasiger Erregung der Relais 41 und 47 in dem das Anzeige instrument durchfliessenden Strom enthaltene reehteckförmige Oberwelle kann auch durch einen Kondensator, der dem Instrument<B>55</B> parallel geschaltet werden kann, zum grossen Teil unterdrückt werden. Die Kapazität dieses Kondensators ist, wie bei allen Paral lelkondensatoren zur Unterdrückung von Oberwellen, mit Rücksicht auf die Frequenz und mit Rücksicht auf die Amplitude der Oberwelle zu wählen. Die Berechnung eines solchen Kondensators ergibt, wenigstens für niedrige Werte der Impulsfrequenz, ausser ordentlich hohe Kapazitäten. Jedoch kann durch eine besondere Wicklungsabstufung des Widerstandes<B>52</B> der Kondensator ver kleinert werden.
Der Widerstand<B>52</B> ist zu diesem Zwecke so zu bewickeln, dass die in dem Spannungsteiler<B>52</B> zwischen seinem positiven Ende und der Bürste 54 auftretende Spannung<B><I>U</I></B><I> sieh</I> abhängig von der anzu zeigenden Drehgeschwindigkeit M nicht pro- portiona,1, sondern etwa wie in- Abb. <B>8</B> dar- gestellt, ändert.
Bei kleineren Impulsfre quenzen ist also die Amplitude der im Strom des Motors enthaltenen rechteckförmi- ,gen Oberwelle kleiner als bei grossen Im- Z pulsfrequenzen. Dadurch ist der Tatsache Rechnung getragen, dass der Kondensator für geringe Frequenzen einen weniger vollkom menen Nebensehluss darstellt als für hohe.