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Einrichtung zur synchronen Übertragung einer Drehbewegung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zur synchronen Übertragung einer Drehbewegung
von einer Geberstelle auf eine Empfängerstelle, bei der an diesen beiden Stellen
je eine Wicklung vorhanden ist, in der ein gleichartiges Drehfeld erzeugbar ist,
welches in je einer ankerartigen Wicklung eine Spannung hervorruft. Dabei sind diese
beiden Wicklungen so gegeneinandergeschaltet, daB sich die beiden Spannungen in
den Sollstellungen von Geber und Empfänger aufheben und in allen anderen Stellungen
-ein mitdrehendes Moment erzeugen. Ferner ist die Wicklung des Gebers, in der das
Drehfeld erzeugbar ist, in einem ortsfesten Eisenkörper eingebettet und von einem
damit nach Art eines Gleichstromankers verbundenen Stromwender über um z8o° gegeneinander
versetzte, mit der zu übertragenden Drehbewegung synchron verstellbare Bürsten die
mit der Empfängerspannung zu vergleichende Spannung abgreifbar. Bekannte Einrichtungen
dieser Art besitzen zwei Wicklungen. Ihr Aufbau ist sehr umständlich. Insbesondere
müssen
die Wicklungen eingefädelt «-erden. Demgegenüber ist der Geber gemäß der Erfindung
dadurch besonders einfach gestaltet, daß die Wicklung zusammen mit dem darin eingeschlossenen
Eisenkörper einen für sich herstellbaren Gleichstromanker bildet, welcher mit dem
Joch für den magnetischen Rückschluß und dem Gehäuse des Gebers starr verbunden.
vorzugsweise darin eingepreßt ist.
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Die Kraftrückwirkung auf den Geber wirkt sich hierbei zwischen dem
Gleichstromanker und dem Joch aus. Sie tritt infolge der starren Verbindung dieser
beiden Teile nach außen hin nicht in Erscheinung. Durch die Anordnung gemäß der
Erfindung wird nicht nur der Zusammenbau des Gebers wesentlich vereinfacht, sondern
auch der Magnetstreufluß auf ein sehr geringes Maß heruntergedrückt.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden beschrieben
und in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen Fig. i und 2 jeweils schematisch
eine übertragungsanordnung mit geschnittenem Geber.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel ist in einem Gehäuse i ein Gleichstromanker
:2 fest eingebaut. Mit 3 ist der fest aufgepreßte Magnetrückschluß für das Drehfeld
bezeichnet. Mit der im Gehäuse drehbar gelagerten Geberwelle 5 ist eine Bürstenbrücke
.I starr verbunden. Diese Brücke ist an ihrem äußeren Umfang mit Schleifringen 6
und 7 versehen, während an ihrer Innenseite zwei um iSo' gegeneinander versetzte
Bürsten 9 und io vorhanden sind, mit deren Hilfe von dem mit dem Gleichstromanker
verbundenen Kollektor 8 eine Spannung abgreifbar ist. über die Leitungen 1i, 12
und 13 ist der Gleichstromanker 2 an das gleiche Drehstromnetz angeschlossen,
welches auch die Erregung für den Empfänger 16 liefert. Mit den Schleifringen 6
und 7 wirken je eine ortsfeste Bürste 14 und 1,5 zusammen, welche über Leitungen
17 und 18 mit der Wicklung des Ankers ig des Empfängers in leitender Verbindung
stehen.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Bei Verdrehung der
Geberwelle 5 um einen bestimmten Betrag entsteht in den Leitungen 17 und 18 ein
Strom, welcher ein Mitdrehen des Ankers ig im Empfänger in gleicher Größe und Richtung
zur Folge hat, in der die Geberwelle gegenüber ihrer Ausgangsstellung verstellt
wurde. Im Ruhezustand fließt in der Wicklung des Geberankers kein Strom, da die
Summe der vom Drehfeld in den einzelnen Spulen der Ankerwicklung erzeugten Spannungen
Null ist. Die Gleichstromwicklung kann dabei gleichzeitig zur Erzeugung des Drehfeldes
benutzt «-erden, weil eine an drei scmmetrischen Stellen angezapfte und mit Drehstrom
erregte Gleich- , stromwicklung ein Drehfeld erzeugt. Bei einer solchen Ausbildung
des Gebers wird der Anker nicht mehr verdreht. Deshalb kann auch der Luftspalt zwischen
Anker und Joch wegfallen. Dieses kann vielmehr fest auf den Anker aufgepreßt «-erden.
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Bei der Anordnung gemäß dem eben erläuterten Ausführungsbeispiel besteht
lediglich folgender kleiner Nachteil: Da die Kollektorteilung nicht beliebig weit
getrieben werden kann, kann die synchrone Übertragung der Drehbewegung nur in wenn
auch kleinen Stufen erfolgen.
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Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist jedoch auch die stufenweise
tbertragung bei einer Anordnung gemäß der Erfindung vermieden. Nähere Einzelheiten
zur Lösung dieser Aufgabe zeigt das zweite Ausführungsbeispiel. Dabei trägt der
Gleichstromanker 21 eine Haupt- und eine Hilfswicklung. 'Mit 22 ist der in das Gehäuse
23 eingefügte, fest auf den Anker aufgepreßte magnetische Rückschluß für das Drehfeld
bezeichnet. Die durchgehende Geberwelle 25. welche im Gehäuse 23 drehbar gelagert
ist, trägt wiederum eine Bürstenbrücke -2-., welche an ihrer äußeren Zylinderoberfläche
mit Schleifringen 26 und 27 und an ihrer Innenseite mit zwei um i 8o' versetzten
Bürsten 28 und -29 versehen ist, «-elche auf dem ortsfesten Kollektor 30 schleifen
und je mit einem der Schleifringe 26 und 27 in leitender Verbindung stehen. Der
Gleichstromanker 2i ist dabei hohl ausgeführt, so daß die Geberwelle 25 frei durch
ihn hindurchtreten kann. Das rechte Ende dieser `'Felle steht über ein Untersetzungsgetriebe
39 mit einer Hilfsbürstenbrücke 31
in Antriebsverbindung, welche mit Hilfe
des Lagers 32 auf der Welle 25 drehbar gelagert ist und ähnlich wie die Bürstenbrücke
24 an ihrem äußeren Umfang Schleifringe 33 und 3.4 trägt, während an ihrer Innenseite
zwei wiederum um iSo' versetzte Bürsten 35 und 36 angeordnet sind, welche auf dem
ortsfesten Hilfskollektor 37 schleifen. Auf der Hilfsbürstenbrücke 31 ist
ein Polwender 38 befestigt, welcher mit Hilfe zweier auf der Geberwelle 25 befestigter
und um iäo° gegeneinander versetzter Nocken 40 und -.i umschaltbar ist. Die Nocken.
o und li sind in Wirklichkeit gegenüber den Bürsten 28 und 29 um go' versetzt angeordnet.
sind aber in Fig. 2, um sie besser darstellen zu können. in die Zeichenebene eerschwenkt.
Die über den Kollektor 3o abgegriffene Hauptwicklung und die über den Kollektor
37 abgegriifetie umpolbare Hilfswicklung sind mit Hilfe der Leitung .I2 hintereinandergeschaltet.
Die über die Leitungen 43 und .I.I abgegriitene Gesamtspannung wird in der gleichen
Weise wie die Spannung zwischen den Leitungen 17 und t8
beim ersten
Ausführungsbeispiel mit der Ankerspannung des Empfängers 16 verglichen. Zur Speisung
des Gleichstromankers mit Drehstrom dienen die Leitungen 45, 46 und 47.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
-ist folgende: Bei der Verstellung der Geberwelle 25 und damit der Bürstenbrücke
24 um einen bestimmten Winkelbetrag entsteht zwischen den Leitungen 42 und 43 und,
falls man zunächst von der Hilfswicklung absieht, zwischen den Leitungen 43 und
44 ein Spannungsunterschied gegenüber der vom Empfänger aus in den gleichen Leitungen
erzeugten Spannung, welche eine Mitdrehung des Empfängerankers zur Folge hat. Durch
Anordnung der Hilfswicklung und der zugehörigen Abgriffsanordnung entsteht gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel folgende Verbesserung: Das Übersetzungsverhältnis
des Getriebes 39 ist so gewählt, daß bei Verstellung der Bürsten 28 und 29 um eine
Lamelle die Bürstenbrücke 31 eine halbe Umdrehung ausführt. DieHilfsspannungverändert
dementsprechend ihre Richtung während dieser halben Umdrehung ebenfalls um i8o°.
Die Lage der Haupt- zu den Hilfsbürsten und die Größe von Hauptspannung und Hilfsspannung
sind nun so gewählt, daß sie unmittelbar vor dem Übergang der Bürsten 28 und 29
auf die nächste Lamelle einen Winkel von 9o° einschließen. Beim Übergang auf die
nächste Lamelle springt die Hauptspannung um einen der Lamellenteilung entsprechenden
Winkelbetrag weiter, während durch Eingriff eines der Nocken 40 und 41 in das Betätigungsglied
des Polwenders 38 gleichzeitig die Hilfsspannung um i8o° verschwenkt wird. Die aus
den nunmehr vorhandenen Spannungen (Haupt- und Hilfsspannung) zusammengesetzte Gesamtspannung
hat dabei die gleiche Größe und Richtung wie die vor der Umschaltung entstandene
Gesamtspannung, wenn man den Abstand zweier Lamellen des Kollektors 3o als unendlich
klein annimmt. Da dies praktisch nicht der Fall ist, kann die Größe der Hilfsspannung
gegenüber der Hauptspannung so gewählt werden, daß der inzwischen stattgefundenen
Verschwenkung Rechnung getragen ist.
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An Stelle der Speisung der übertragungseinrichtung mit Drehstrom kann
auch Gleichstrom zur Speisung Verwendung finden. Dieser kann dabei dem Gleichstromanker
des Empfängers über ein umlaufendes Bürstenpaar über den zweckmäßig verlängerten
Abgriffskollektor zugeführt werden. Die bei den Ausführungsbeispielen vorgesehenen
Speiseleitungen für den Geber dienen nunmehr zweckmäßig als Zuleitungen zum Empfänger,
uni dort ein gleiches Drehfeld zu erzeugen.