DE1031405B

DE1031405B - Steuerbare Motorantriebsvorrichtung fuer die Einstellung einer Drehachse oder eines Gleitschlittens auf waehlbare Raststellungen

Info

Publication number: DE1031405B
Application number: DET12934A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Paul-Gerhard Zehnel
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1956-11-30
Filing date: 1956-11-30
Publication date: 1958-06-04

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine steuerbare Motorantriebsvorrichtung für die Einstellung einer Drehachse oder eines Gleitschlktens auf eine von mehreren Raststellungen. Eine solche Antriebsvorrichtung kann besonders dazu verwendet werden, ein in Stufen veränderbares Schaltelement in einer elektrischen Anordnung auf die einzelnen Stufen einzustellen. Beispielsweise kann auf diese Weise ein in Stufen veränderbarer Widerstand oder eine mit Abzweigungen versehene, aus festen Blindwiderständen zusammengestellte Schaltung während des Betriebes von einer entfernten Bedienungsstelle aus verändert werden. Derartige Aufgaben ergeben sich häufig auch auf dem Gebiet der elektrischen Nachrichtentechnik. Die Erfindung ist speziell für die Einstellung der Selbstinduktionsspule in einem Hochfrequenz-Nachrichtensender entwickelt worden, jedoch ist ihre Anwendung keineswegs auf diesen besonderen Fall beschränkt. In den erwähnten Raststellungen, auf welche die Drehachse oder der Gleitschlitten durch die Motorantriebsvorrichtung eingestellt werden, kann beispielsweise ein bewegliches Kontaktelement mit einem ausgewählten aus einer Mehrzahl anderer Kontaktelemente im Eingriff stehen und dadurch die Verbindung zu dem gewünschten Abzweigungspunkt an einem Widerstand oder einer Induktivität herstellen. Bekannte Anordnungen dieser Art sind gewöhnlich mit einem Steuerschalter versehen, der von Hand auf eine gewünschte Stellung eingestellt wird, worauf sich über eine Kontakt- und Relaisanordnung der Antrieb selbsttätig in Bewegung setzt und über verschiedenartige Stellglieder das bewegliche Kontaktelement so lange verschiebt, bis die ausgewählte Einstellung erreicht ist. Bei der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung wird eine Anordnung mit einem Steuerschalter vorausgesetzt, welcher jeweils einen von so viel Stromwegen zu schließen ermöglicht, wie Raststellungen vorhanden sind, und der mit einer Relaisschaltung zusammenarbeitet, deren Erregungswicklungen über die Stromkreise des Steuerschalters gespeist werden können, und durch deren Relaiskontakte der Antriebsmotor und/oder eine in der Kraftübertragung vorgesehene Kupplung oder Getriebe so gesteuert werden, daß der bewegliche Teil in die gewünschte Stellung gebracht wird.

Bekannte Anordnungen der angegebenen Art arbeiten gewöhnlich in der Weise, daß beim Wählen einer neuen Einstellung der Drehachse oder des Gleitschlittens sich der bewegliche Teil stets in der gleichen Richtung in Bewegung setzt und nach dem Durchlaufen einer gewissen Anzahl von nicht gewünschten Einstellungen endlich bei der gewünschten Einstellung stehenbleibt. Das Loslaufen in der gleichen Bewegungsrichtung hat die unerwünschte Folge, daß

Steuerbare Motorantriebsvorrichtung
für die Einstellung einer Drehachse

oder eines Gleitschlittens
auf wählbare Raststellungen

Anmelder:

Telefunken G. m. b. H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Ing. Paul-Gerhard Zehnel, Berlin-Steglitz,
ist als Erfinder genannt worden

häufig die neue Einstellung nicht auf dem kürzesten Wege erreicht wird und daß daher im allgemeinen eine größere Anzahl von Raststellungen durchlaufen wird, als dies erforderlich wäre, wenn der bewegliche Teil sogleich in der Richtung des kürzesten Weges in Betrieb gesetzt würde. Wenn jedoch die Anordnung zwei feste Endstellungen aufweist, die nicht überschritten werden können, oder aus anderen Gründen nicht »durchdrehbar« ist, wie beispielsweise eine mit einem Gleitschlitten auf linearer Führung arbeitende Anordnung, muß die Bewegungsrichtung des Antriebes umsteuerbar sein. Anordnungen, welche diese Aufgabe zu lösen vermögen, sind jedoch sehr kompliziert und infolgedessen entsprechend teuer.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Motorantriebsvorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, die ihre neue Einstellung stets auf dem kürzesten Wege erreicht und auch für lineare Führungen von Gleitschlitten anwendbar ist und trotzdem einfach und billig und dabei zuverlässig in der Arbeitsweise ist.

Diese angegebenen Verbesserungen werden dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß in die Stromkreise vom Steuerschalter zu den Erregungswicklungen der Relaisschaltung eine in Abhängigkeit von der Stellung des beweglichen Teiles mechanisch gesteuerte Kontaktanordnung eingeschaltet ist, welche eine Kette von längs des Weges eines mit dem beweglichen Teil gekuppelten Schaltkörpers angeordneten Ruhekontakten enthält, von denen in jeder Raststellung zwei einander benachbarte durch den Schaltkörper geöffnet werden, daß ferner je ein vom Steuerschalter ausgehender Stromweg mit der Verbindungsleitung zwischen je

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zwei der genannten Ruhekontakte und mit je einem jeder Raststellung zugeordneten Arbeitskontakt verbunden ist, der durch den Schaltkörper geschlossen wird und eine Verbindung zu der Erregungswicklung eines den Antrieb bei seinem Ansprechen außer Wirkung setzenden Relais herstellt, und daß schließlich an das eine Ende der Kette von Ruhekontakten die Erregungswicklung eines den Antrieb in der einen Richtung in Bewegung setzenden Relais, an das an-

Für die Erklärung der Wirkungsweise sei nun angenommen, daß der Schalter H auf den Kontakt 2 eingestellt wird. In diesem Falle fließt vom Pluspol der Batterie Strom über den Schalter, den Gleichrichter 25, die in Reihe liegenden Kontakte 31, 30, 29, k_i und das Relais L sowie weiter über die Verbindungsleitung zu dem Kontakt^ und über diesen nach Erde. Der Kontakt g₂ wurde beim Umschalten des Schalters H von dem der vorherigen Ruhestellung entsprechenden

dere Ende der gleichen Kette die Erregungswicklung io Kontaktelement 3 auf das neugewählte Kontaktele-

eines den Antrieb in der anderen Richtung in Bewe- ment 2 geschlossen, weil im gleichen Augenblick das

gung setzenden Relais angeschlossen ist. Relais G, dessen Erregungswicklung am unteren Ende

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer der Kontaktschiene 23 angeschlossen ist, seinen Anker

Antriebsvorrichtung nach der Erfindung dargestellt. losgelassen hat. Durch den erwähnten Stromfluß wird

Mit H ist der schon erwähnte Steuerschalter bezeich- 15 nun das Relais L erregt, und die Arbeitskontakte I₁,

net, der von Hand auf eine der Einstellungen 0 bis 5 " ' ' '' ~

eingestellt werden kann. Die Einstellung 0 ist dieLeer-

I₂ und Z₃ werden geschlossen. Dadurch wird zunächst der Motor 15 in der dem Relais L zugeordneten Drehrichtung in Betrieb gesetzt. Außerdem hält sich über den Kontakt l_s das Relais L selbst, so daß auch beim wird über den Dreharm des Schalters eine der an die 20 öffnen eines der Ruhekontakte 30 oder 31 zunächst

einstellung, bei der überhaupt keine Steuerfunktion ausgelöst wird. Bei einer der Einstellungen 1 bis 5

Kontaktelemente 1 bis 5 angeschlossenen Leitungen mit dem Pluspol einer Stromquelle verbunden. Die Aufgabe der dargestellten Vorrichtung besteht nun darin, zwischen den Klemmen 6 und 7 eine stufenweise Induktivitätsveränderung zu bewirken. Zu diesem Zweck soll das Kontaktelement 8, welches über einen Schleifer mit der Gleitschiene 9 in Verbindung steht, auf eines der gegenüberliegenden Kontaktelemente 10 bis 14 eingestellt werden. Für die Bewegung des Kontaktelementes zusammen mit dem aus Isoliermaterial bestehenden Gleitschlitten 21 ist ein Motorantrieb vorgesehen. Der Drehstrommotor 15 wird von den Phasenleitungen R, S, T eines Kraftstromnetzes über die Kontakte k_v k₂ bzw. I₁ und I₂ gespeist. Über

der Motor 15 noch weiter läuft. Da das Relais G nicht erregt ist, erhält die magnetische Kupplung 16 über den geschlossenen Ruhekontakt g_t Strom und überträgt die Drehung der Antriebsscheibe auf den Zahntrieb 18, 19. Der Gleitschlitten 21 wandert daher mit der Spindel 20 zusammen nach oben, wodurch der Ruhekontakt 33 geschlossen und der Ruhekontakt 31 geöffnet wird, sobald die der Raststelle 2 entsprechende Stellung erreicht ist. Gleichzeitig fließt nun ein Strom von der zwischen den Kontakten 31 und 32 liegenden Verbindungsleitung über die Kontaktfeder 38 zu dem Kontaktkörper 42 des Gleitschlittens. Der Kontaktkörper 42 ist mit der Kontaktschiene 22 in leitender Verbindung. Von dieser Kontaktschiene22 wird, wenn

die Bedeutung dieser Kontakte wird später noch ge- 35 die Raststellung mit genügender Genauigkeit erreicht sprochen. Wenn der Drehstrommotor 15 in Bewegung ist, eine Verbindung von der Kontaktnase 43 zu der ist, nimmt er eine Scheibe einer Magnetkupplung 16 Kontaktfeder 44 hergestellt, die ihrerseits mit dem mit. Diese Magnetkupplung hat eine Erregungswick- Schleifer 47 in Verbindung steht. Vom Schleifer 47 lung 17, die durch den Kontakt g_t ein- und ausgeschal- fließt der Strom über die Gleitschiene 23 und die Ertet werden kann. In der gezeichneten Stellung ist der 40 regungswicklung des Relais G nach Erde. Infolgedes-Kontakt g_± geöffnet und entsprechend die getriebene sen zieht G seinen Anker an und öffnet dadurch die Scheibe der Magnetkupplung nicht in Berührung mit Ruhekontakte g_x und g₂. Die magnetische Kupplung der gegenüberliegenden Antriebsscheibe. Wird der wird stromlos, so daß die Bewegung der Schrauben-Kontakt ^₁ geschlossen, so zieht die Erregungswick- spindel 20 sofort aufhört. Durch das Öffnen von g₂ lung 17 der Magnetkupplung den gegenüberliegenden 45 wird auch der Erregungsstromkreis für das Relais L Kupplungsteil an, so daß die Drehbewegung der unterbrochen. Der Abfall des Ankers von L erfolgt Motorwelle sich auf das Zahnrad 18 überträgt. Das jedoch mit einer durch den Kondensator 45 bewirkten Zahnrad 18 ist mit dem Zahnrad 19 im Eingriff, Verzögerung, so daß der Motor 15 auf keinen Fall welches zwischen den angedeuteten Wandungsteilen früher abgebremst werden kann, als bis die magnetides Gehäuses läuft und daher in axialer Richtung nicht 5° sehe Kupplung 16 gelöst ist. Das Stillsetzen des Moverschiebbar ist. Das Zahnrad 19 läuft mit Gewinde- tors erfolgt dann durch öffnen der Arbeitskontakte I₁ gangen wie eine Mutter auf der in axialer Richtung und I₂ in den Phasenleitungen Ji und T.
verschiebbaren, jedoch nicht um ihre Achse drehbaren Wäre statt der Einstellung 2 beispielsweise die Ein

Spindel 20. Bei Drehbewegungen des Zahnrades 19 wird daher die Spindel 20 in axialer Richtung verschoben. Die Bewegung der Spindel 20 überträgt sich durch die eine Fortsetzung der Spindel bildende Schubstange auf den Gleitschlitten 21, der auf den Gleitschienen 22, 23 und 9 läuft.

stellung 4 oder 5 gewählt worden, so würde von der dargestellten Einstellung aus der Gleitschlitten 21 sofort in der Bewegungsrichtung nach unten loslaufen. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß zwei der Kontakte 30 bis 35 durch den Gleitschlitten 21 jeweils an der Stelle geöffnet werden, wo sich der Gleitschlit-

Bei der in der Zeichnung gewählten Darstellung ist 60 ten gerade befindet. Bei jeder Raststellung sind zwei

der Zustand der Antriebsvorrichtung festgehalten worden, bei welchem sie sich bereits in der durch den Schalter H ausgewählten Stellung befindet. Bei einer derartigen Ruhestellung ist auch die Magnetkupplung 16 nicht im Eingriff und der Motor durch Abschalten der Phasen 5¹ und T ausgeschaltet. Entsprechend der Einstellung des Schalters H auf den Kontakt 3 befindet sich das bewegliche Kontaktelement 8 auf dem Gegenkontakt 12, d. h. auf dem dritten Kontakt von oben.

einander benachbarte Ruhekontakte der erwähnten Kette geöffnet, während über die Verbindungsleitung zwischen den geöffneten Ruhekontakten der Erregungsstrom durch das Relais G fließt, sobald der Grobkontakt zu dem Kontaktstück 42 und der Feinkontakt zwischen einer Nase 43 und der Feder 44 geschlossen ist. Die Kette der Ruhekontakte 30 bis 35 wirkt also wie ein Fühlorgan für die jeweilige Stellung des Gleitschlittens 21. Wenn nun der Schalter H auf das Kontaktelement 5 eingestellt wird, so muß der

Strom vom Pluspol der Stromquelle über den Gleichrichter 28 und den Ruhekontakt 35, den Ruhekontakt 36, den Ruhekontakt I₄ durch die Erregungswicklung des Relais K fließen. Der Weg zur Erregungswicklung des Relais L ist ihm durch die geöffneten Ruhekontakte 32 und 33 verschlossen. Je nachdem, ob die neu gewählte Stellung also oberhalb oder unterhalb der vorherigen Einstellung des Gleitschlittens 21 liegt, wird demnach entweder das Relais L oder das Relais K erregt. Bei jedem Wählen einer neuen Einstellung wird auch der Erregungsstrom für das Relais G unterbrochen. Je nachdem, ob das Relais L oder das Relais K zum Ansprechen kommt, werden in den Phasenleitungen S und T die Kontakte I₁,I₂ oder k_v k₂ geschlossen, und der Motor kommt mit der jeweils für den kürzesten Weg erforderlichen Drehrichtung in Betrieb.

Für das Relais K ist ebenfalls eine Abfallverzögerung vorgesehen, die durch den Kondensator 46 bewirkt wird. Die Kontakte 29 und 36 an den Enden der Kette von Ruhekontakten haben den Zweck, ein Anhalten des Motors auch dann noch zu gewährleisten, wenn etwa durch eine Störung im Bereich der übrigen Kontaktanordnung einmal in der einen oder anderen Richtung die Endlage überfahren worden ist. Die Kontakte k_i und I₁ in den Erregungsleitungen der Relais L und K haben den Zweck, eine gegenseitige Sperrung des Anzuges dieser beiden Relais zu bewirken, damit auf keinen Fall etwa die in den Phasenleitungen S und T liegenden Kontaktpaare einmal gleichzeitig geschlossen werden können. Der Kontakt k₃ hat für das Relais K die gleiche Bedeutung, die vorher für den Kontakt l_s in bezug auf das Relais L erwähnt wurde.

In der Praxis ist es häufig erforderlich, von einem Schalter H aus mehrere Antriebe in einer Art Gleichlauf zu steuern. Dies kann dadurch geschehen, daß von den Kontaktelementen 1 bis 5 Verbindungsleitungen ausgehen, die zu weiteren Antrieben oder auch zu weiteren Schaltern H führen, wenn die Anordnung von verschiedenen Stellen aus bedient werden soll. Im letzteren Fall müssen die jeweils nicht zur Steuerung benutzten, in Parallelanordnung vorgesehenen Schalter H', H" .. . auf die Stellung 0 gedreht sein. Um ein Zurücklaufen von Strömen über die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Anlagenteilen (Antrieben und Schaltern) zu verhindern, sind in den von den Kontaktelementen 1 bis 5 ausgehenden Leitungen die Gleichrichter 24 bis 28 vorgesehen und so gepolt, daß sie einen Stromfluß nur in der beabsichtigten Richtung zulassen. Da die Relais L und K bei ihrem Anziehen die Richtung des Motorlaufes bestimmen, können sie auch als Richtungsrelais bezeichnet werden.

Bei der in der Zeichnung gewählten Darstellung sind die Feinkontakte zwischen den Kontaktnasen 43 und der Kontaktfeder 44 so dargestellt, als ob sie in der gleichen Weise aufgebaut wären wie die Kontakte zwischen den Federn 37 bis 41 und dem Kontaktstück 42 des Gleitschlittens, mit der Einschränkung jedoch, daß der Grobkontakt mit dem Kontaktstück 42 über ein längeres Wegstück des Gleitschlittens 21 geschlossen bleibt als der Feinkontakt 43, 44, der nur innerhalb eines kürzeren Wegstückes der Bewegung unmittelbar bei der Raststelle geschlossen ist. Es ist jedoch zu unterstellen, daß es häufig vorteilhafter sein wird, den Feinkontakt 43, 44 konstruktiv in einer anderen Form zu verwirklichen. Beispielsweise könnte der Feinkontakt durch einen mit dem Zahnrad 19 umlaufenden Kontaktfinger betätigt werden, der in einer solchen Lage am Zahnrad 19 befestigt ist, daß das Schließen des Feinkontaktes mit sehr großer Genauigkeit der gewünschten Raststelle entspricht.

Mit Rücksicht auf die Tatsache, daß in der Kette der Ruhekontakte 30 bis 35 stets j e zwei benachbarte Kontakte geöffnet sein müssen, wenn sich der Gleitschlitten 21 in einer Raststellung befindet, muß die Anzahl der längs des Weges des Schaltkörpers angeordneten Ruhekontakte um eine Einheit größer sein als die Zahl der Raststellen selbst. Selbstverständlich ist die Anzahl der Raststellen nicht auf fünf beschränkt. Wie sich ohne weiteres aus dem Prinzip der beschriebenen Vorrichtung ergibt, kann diese Anzahl beliebig groß sein.

In der Zeichnung ist die Darstellung des die einzelnen mechanischen Teile tragenden Gehäuses weggelassen worden. Es sei nur noch erwähnt, daß die Gleitschienen 22, 23 und 9 mit Hilfe der Isolierplatten und 49 fest an dem Apparategehäuse befestigt sind und infolgedessen bei den Längsverschiebungen des Gleitschlittens 21 in Ruhe bleiben.

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerbare Motorantriebsvorrichtung für die Einstellung einer Drehachse oder eines Gleitschlittens auf eine von mehreren Raststellungen, in denen beispielsweise ein bewegliches Kontaktelement mit einem ausgewählten aus einer Mehrzahl anderer Kontaktelemente im Eingriff steht, mit einem Steuerschalter, welcher jeweils einen von so viel Stromwegen zu schließen ermöglicht, wie Raststellungen vorhanden sind, und mit einer Relaisschaltung, deren Erregungswicklungen über die Stromkreise des Steuerschalters gespeist werden können und durch deren Relaiskontakte der Antriebsmotor und/oder eine in der Kraftübertragung vorgesehene Kupplung oder Getriebe so gesteuert werden, daß der bewegliche Teil in die gewünschte Stellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stromkreise vom Steuerschalter (if) zu den Erregungswicklungen der Relaisschaltung eine in Abhängigkeit von der Stellung des beweglichen Teiles mechanisch gesteuerte Kontaktanordnung eingeschaltet ist, welche eine Kette von längs des Weges eines mit dem beweglichen Teil gekuppelten Schaltkörpers (21) angeordneten Ruhekontakten (30 bis 35) enthält, von denen in jeder Raststellung zwei einander benachbarte (32 und 33) durch den Schaltkörper geöffnet werden, daß ferner je ein vom Steuerschalter ausgehender Stromweg mit der Verbindungsleitung zwischen je zwei der genannten Ruhekontakte und mit je einem jeder Raststellung zugeordneten Arbeitskontakt (37 bis 41) verbunden ist, der durch den Schaltkörper geschlossen wird und eine Verbindung zu der Erregungswicklung eines den Antrieb bei seinem Ansprechen außer Wirkung setzenden Relais (G) herstellt, und daß an das eine Ende der Kette von Ruhekontakten die Erregungswicklung eines den Antrieb in der einen Richtung in Bewegung setzenden Relais (L), an das andere Ende der gleichen Kette die Erregungswicklung eines den Antrieb in der anderen Richtung in Bewegung setzenden Relais (K) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erregungswicklungen der den Antrieb in der einen bzw. anderen Richtung in Bewegung setzenden Relais (L und K) je ein über einen eigenen Arbeitskontakt (Z₃ bzw. k₃) geführter Erregungsstromkreis vorgesehen ist, in welchem ein Ruhekontakt (g₂) des den Antrieb bei seinem Ansprechen außer Wirkung setzenden Relais (G) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Erregungsstromkreis des den Antrieb in der einen Richtung in Bewegung setzenden Relais (Richtungsrelais) ein Ruhekontakt des den Antrieb in der anderen Richtung in Bewegung setzenden Relais liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit den den einzelnen Raststellen zugeordneten Arbeitskontakten (37 bis 41) ein als Feinkontakt wirkender weiterer Arbeitskontakt (43, 44) in Reihe geschaltet ist, der — bezogen auf die Schließungsdauer der erstgenannten Arbeitskontakte — nur innerhalb eines kürzeren Wegstückes der Bewegung unmittelbar bei der Raststelle geschlossen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Antrieb bei seinem Ansprechen außer Wirkung setzende Relais (G) über einen Kontakt (^₁) auf den Stromkreis einer magnetischen Kupplung in solchem Sinne

einwirkt, daß die mechanische Kraftübertragung zwischen dem Antriebsmotor und dem angetriebenen Stellglied beim Ansprechen des Relais unterbrochen wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfallen der Richtungsrelais (L, K) verzögert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitskontakte der Richtungsrelais in zwei der Phasenleitungen eines Drehstrommotors (15) liegen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der längs des Weges des Schaltkörpers angeordneten Ruhekontakte (30 bis 35) um eine Einheit größer ist als die Zahl der Raststellen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 731 762, 749 900.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen