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Antrieb für eine Verstelleinrichtung mit mehreren durch Schwingankermotorantrieb
fernzuverstellenden Teilen Es sind Verstelleinrichtungen bekannt, bei welchen der
bewegliche Teil durch einen Schwingankermotorantrieb fernsteuerbar ist. Für eine
solche Einrichtung mit mehreren beweglichen Teilen braucht man entsprechend viele
Antriebe, die irgendwo in der Einrichtung angebracht werden, wo man sie gerade braucht.
Dies geschieht bisher ohne jede Systematik.
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Derartige durch Schwingankermotoren angetriebene Antriebseinrichtungen,
bei denen im Ruhezustand des Schwingankermotors ein ständiger Reibungseingriff zwischen
Antriebsglied und Schwinganker besteht, sind ebenso bekannt wie solche, bei denen
die Entkupplung des Ankers nur unvollkommen möglich ist. Bei der erstgenannten Antriebsart
ist eine freie Betätigung der Antriebsvorrichtung nicht möglich, bei letzterer ist
die Gefahr des Festlaufens bei Handverstellung ebenso gegeben wie die der Fehlkupplungen
im Stellbetrieb, insbesondere in beiden Drehrichtungen.
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Weiterhin sind auch Schwingankermotoren, bei denen das drehbare Antriebsglied
einen Teil des Magnetkreises des Motors bildet, bekannt.
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Für viele Aufgaben, z. B. zur mehrfachen Verstellung einer Antenne,
eines Scheinwerfers od. dgl. und gegebenenfalls noch zur Abstimmung bzw. Helligkeitssteuerung
usw., braucht man eine Versteileinrichtung, die recht vielseitig ist oder leicht
erweitert und angepaßt werden kann. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei einer
somit weitgehend universellen Versteileinrichtung fallweise auch die beweglichen
Teile mehr oder weniger entkuppelbar sein müssen, je nachdem, ob bei der Bewegung
des einen oder anderen Teiles dieser oder jener Teil zugleich mitverstellt oder
seine Stellung gegenüber einem Fixpunkt beibehalten werden soll.
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Um bei einem Antrieb für eine Versteileinrichtung mit mehreren durch
Schwingankermotorantrieb fernzuverstellenden Teilen eine so weitgehende Aufgabe
universell lösen zu können, werden die beweglichen Teile und die Schwingankermotoren
erfindungsgemäß systematisch dadurch angeordnet, daß die fernzuverstellenden Teile
an ineinandergesteckten Hohlwellen od. dgl. sitzen, die unmittelbar oder über ihre
unmittelbaren Antriebsglieder ein Teil des magnetischen Kreises von in Gruppen oder
Etagen angeordneten, als Antrieb dienenden Schwingankermotoren sind, und daß die
Schwingankermotoren einzeln oder in Gruppen durch Fernsteuerung der Erregung der
magnetischen Haftfähigkeit ihrer drehbaren Glieder gemäß der gewünschten bzw. rückgemeldeten
Einstellung schalt- bzw. regelbar sind. Durch eine solche systematische Erfassung
können alle Schwingankerim am gleichen Ende aller Hohlwellen angeordnet werden,
was weitere Ausbildungen der erfindungsgemäßen Neukonstruktion des Motorenkomplexes
ergibt.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungen der Erfindung hinsichtlich
des Motorenkomplexes, der Mittel zur Steuerung der beweglichen Teile und zur Stellungsrückmeldung
beispielsweise wiedergegeben.
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So zeigt F i g. 1 als Beispiel für die systematische Anordnung schematisch
vier Motoren, die auf einer quadratischen Grundplatte befestigt sind. Die Motoren
sind so ausgebildet, daß ein Rotor 15 in schwingende Bewegung versetzt wird und
beim Nutzhub infolge periodischer magnetischer Haftung auf der Unterlage einen kleinen
Drehschritt in der Arbeitsrichtung vollführt. Durch wahlweise Erregung der Magnetspulen
13, 14 kann man die Drehrichtung wählen und somit über die erzeugte magnetische
Haftfähigkeit eine Fernsteuerung durchführen. Mittels des so fernsteuerbaren Rotors
15 wird über eine elastisch mit ihm gekuppelte Schnecke 16 das zugehörige Zahnrad
verstellt. Drei weitere Motoren 17,18,19 arbeiten in gleicher Weise und greifen
um je 90° versetzt an den zugehörigen Zahnrädern an. Diese Zahnräder sitzen an den
Enden von Hohlwellen od. dgl. (nicht gezeichnet), die ineinandergesteckt sind. Natürlich
liegen die Schnecken nicht in einer Ebene, sondern in verschiedenen Höhen, wie das
durch die übereinanderliegenden Zahnräder erforderlich ist. Deshalb befestigt man
die Motoren auch entsprechend, indem man ihnen gestufte Zwischenstücke gibt oder
sie in geeigneter Weise schräg auf der Grundplatte festmacht, so daß ihre Rotoren
bzw. deren Wellen in verschiedenen Höhen liegen. Es wird einleuchten, daß man ein
solches System sehr leicht je nach den Erfordernissen mit einem, mit zwei, drei
oder mit vier
Motoren bestücken und auch die Hohlwellen in geeigneter
Weise, in jedem Fall aber alles baukastenmäßig, zusammenbauen kann.
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Wenn nun vier Motoren für Spezialaufgaben nicht reichen, so gestattet
es die Erfindung, in größerem Quadrat auf die doppelte Anzahl zu gehen. Dies ist
in F i g. 2 angedeutet. Für diesen Fall kann man dann je zwei Motoren auf eine Montageleiste
setzen und diese schräg auf der Montageplatte befestigen. Bei voller Bestückung
kann man dann bis zu acht Motoren unterbringen, die auf ebenfalls acht Zahnräder
über entsprechende Schnecken arbeiten und acht ineinandersteckende Antriebswellen
beliebig in jeder der beiden Drehrichtungen verdrehen. Diese Anordnung hat den weiteren
Vorteil, daß zugleich die Zahnräder größeren Durchmesser haben können, so daß man
eine vielfach vorteilhaftere größere Untersetzung bekommt. Hat man in der Länge
mehr Platz, wie das bei Antennen ja oft der Fall ist, so lassen sich z. B. zwei
Quadratplatten nach F i g.1 übereinander anordnen, so daß sich auch hier acht Antriebswellen
unterbringen lassen, indem man nun die vier innersten durch die erste Quadratplatte
hindurch zu der darunterliegenden führt.
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F i g. 3 zeigt schematisch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Antriebs
im Schnitt, wobei jedoch die Motoren fortgelassen sind, die hier rechteckmäßig angeordnet
zu denken sind. Für die Quadratausführung würde man je eine Schnecke von links und
rechts aus der Zeichnungsebene um 90° herauszudrehen haben, und zwar eine von ihnen
nach hinten und die andere nach vorn, wobei die Motoren dann etwa nach F i g. 1
liegen würden, oder auch nach F i g. 2, wenn von den acht dort vorgesehenen jeder
zweite fortgelassen wird. Die äußere Hohlwelle 19 bildet zugleich ein drehbares
Gehäuse für die übrigen Hohlwellen. Man gibt ihr aus Festigkeitsgründen zweckmäßig
einen besonderen Fuß 20, der mit Kugellagerung auf dem unteren Gehäuse 21 laufen
kann. Oben an den Enden der Wellen werden die zu verstellenden Organe angebracht.
Der gezeichnete Drehteller nimmt dabei das ganze Gerät auf, also z. B. die Antenne.
Die weiteren drei Wellen dienen dann zum Verstellen der verschiedenen verstellbaren
Teile der Antenne.
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Die einzelnen Wellen sind zur absoluten Einstellung vierdrehbar. Die
erfindungsgemäße Entkupplung und die mit der Einschaltung verbundene automatische
Kupplung der Motoren mit den Antriebswellen ist hierbei vor die Schnecken, also
zwischen diese und die Motoren verlegt. Nun erfordert aber eine Antenne oft, daß
während ihrer Drehung nichts an den anderen an sich auch verstellbaren Teilen verstellt
wird oder daß diese verstellt werden, ohne daß zugleich eine Drehung erfolgt. Es
müssen also Relativbewegungen möglich sein. Diese gestattet die Erfindung in einfacher
Weise z. B. nach F i g. 4, worin die äußere Welle für die Drehbewegung der ganzen
Antenne sorgt, indem sie mit Hilfe der Schnecke 22 gedreht wird. Die einzelnen Systeme
auf der Antenne werden durch eingesteckte Wellen 23 und 25 betrieben. Die Welle
23 trägt den Rotor 24 und die Welle 25 den Rotor 26. Da die Rotoren zugleich schwingen,
ist der Raum zwischen ihnen und ihren Wellen mit elastischem Material ausgefüllt,
über das sie die Wellen mitnehmen. Da die Wellen aber im Durchmesser erheblich kleiner
sind als die Innendurchmesser der Rotoren, gibt man den Wellen zweckmäßig noch kleine
Häkchen, Speichen oder flügelartige Bleche od. dgl., so daß das Material besser
angreifen und die Wellen mitdrehen kann. Wird der Antrieb nur mittels seiner Schnecke
22 gedreht, so drehen sich die Rotoren 24 und 26 mit, da sie ja bei völliger Abschaltung
ihrer Spulen entkuppelt sind. Das heißt aber, daß durch die Drehung keinerlei Verstellung
der sonst über die Wellen 23 und 25 zu verstellenden Organe eintritt. Man kann also
gut mit einer so ausgerüsteten Antenne abwechselnd peilen und abstimmen.
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Zur Fernbedienung der Antenne bringt man die Schaltmittel für die
Langsamläufer praktischerweise da an, wo sie der Funktion der Antenne od. dgl. nach
hingehören, nämlich am Empfangsgerät, dem Rundfunkempfänger oder dem Fernseher oder/und
an dessen Fernbedienungsteil. Bei komplizierten Verstellvorrichtungen mit sehr vielen
Antriebswellen bedient man sich nicht zuletzt wegen der besseren übersicht und leichteren
Bedienbarkeit eines Steuerorgans, das einen Hebel od. dgl. z. B. nach Art eines
Steuerknüppels hat, der insbesondere in jeder seiner Einschaltstellungen nur eine
Langsamläuferspule einschaltet. Das Prinzip hierzu zeigt F i g. 5, worin ein Schlitten
27 zwischen den Führungen 28 und 29 verstellbar ist. Dieser Schlitten hat ein Querloch
30, durch das die Achse 31 führt, an der ein Isolierstück 32 sitzt, das gleichzeitig
ein Teil des Handgriffes ist, der über das Ende der Achse 31 geschoben ist. Hinter
der Zeichnungsebene ist die Achse 31 aasgelenkt. Der Griff läßt sich aufwärts, abwärts
und nach links und rechts bewegen. Das Stück 32 wirkt dabei auf die längs der Führungen
angeordneten Kontaktmittel und bringt jeweils ein Paar von ihnen zum Schluß, wodurch
die angeschlossene Spule eingeschaltet wird.
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Ein Antrieb für eine Verstellvorrichtung ist nicht vollständig, wenn
an der Stelle, wo die Einstellung erfolgt, nicht auch rückgemeldet wird, wie die
Einstellung jeweils ist. Eine solche Rückmeldung kann sehr einfach sein. F i g.
6 bringt ein Beispiel dafür. Der hier bevorzugte Motor 13-14-15 treibt über die
Schnecke 16 - das Zahnrad 33, wenn er mittels des Schalters oder Tasters 37 eingeschaltet
wurde. Das Zahnrad hat einen Stift 34, der am Kontaktsatz 35 einen Ruhekontakt öffnet,
sobald er genügend weit herangedreht ist. Hierdurch wird die Arbeitsspule des Motors
stromlos, und der Motor bleibt stehen. Gleichzeitig erlischt die Lampe 36. Man hat
also mit der Lampe eine Kontrolle der Endstellung und weiß zugleich an der Kontaktgabe
nach links oder rechts, ob sich z. B. die Antenne nach links oder nach rechts dreht.
Ist bei Kontaktgabe die Lampe dunkel, so ist entweder die End- bzw. Grundstellung
erreicht oder die Anlage nicht in Ordnung. Durch Änderung der Kontaktgabe hat man
es dann gleich heraus, was der Fall ist.
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Will man eine genauere Anzeige der Zwischenstellungen haben, so bedient
man sich einer Anordnung nach F i g. 7. Ein Potentiometerwiderstand 38 ist längs
der Laufbahn, also z. B. kreisförmig, angebracht. Sein Schleifkontakt 39 steht in
der Maximumstellung. An ihm ist ein in Prozent geeichter Spannungsmesser angeschlossen.
Mit Hilfe des Spannungsteilers 40 wird eine solche Spannung eingestellt, daß der
Spannungsmesser 100"/o anzeigt. Wandert nun der Schleifkontakt infolge seiner Verschiebung
am Widerstand entlang, so ändert sich die abgegriffene Spannung und damit der Zeigerausschlag.
Da die Betriebsspannung schwanken kann und dadurch die Anzeige gefälscht wird, kann
man jederzeit nacheichen;
indem man mittels eines Umschalters die
100 °!o-Spannung mißt bzw. am Spannungsteiler 44 nachstellt. Die beiden Rückmeldesysteme
nach F i g. 6 und F i g. 7 lassen sich sehr gut kombinieren. Für die einzelnen Antriebswellen
bzw. für ihre gesteuerten Verstellorgane lassen sie sich in beliebiger Anzahl einsetzen,
so daß auch sie wie Baukastenteile anzusehen sind. Von Bedeutung ist auch die Anzeige
in Symbolen, Bildern, Farben od. dgl. Wird z. B. eine Radaranlage dargestellt, so
ist die symbolisierte Antenne ein Abbild der wirklichen und wird von einem elektrischen
Meßwerk verstellt.
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Da gerade Schwingankermotoren zu der Gruppe von Motoren gehören, die
während ihrer Einschaltung funkenlos arbeiten und somit hochfrequenzmäßig störfrei
sind, ist auch für deren Ein- und besonders deren Ausschaltung Wert darauf zu legen,
daß auch hier die Störfreiheit erhalten bleibt. Zu diesem Zweck wird z. B. die Entstörung
dadurch bewirkt, daß den Spulen der Motoren Bauelemente zugeordnet werden, die leistungs-
und damit funkenlos steuerbar sind, wie Elektronenröhren, Transistoren usw. Das
gleiche gilt dann auch für die Mittel der Rückmeldung, wenn man es nicht vorzieht,
diese als Dauermeldung durchzuführen, so daß während des Betriebes hier keine Schaltungen
erforderlich sind. Man verwendet dann z. B. zweckmäßigerweise Systeme, die mit phasenverschobenen
Wechselströmen oder mit auf Kreuzspulen wirkenden Gleichströmen od. dgl. arbeiten.
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Hat man aber schon eine leistungsarme Steuerung und dazu vielleicht
noch eine ebenso wirkende Rückmeldung, so kann man auch noch leicht den Schritt
zu einer automatischen Verstellung der Antenne od. dgl. gehen, indem z. B. ein Empfangsgerät
oder ein Verstärker regulierend auf die Verstellvorrichtung bzw. eine oder mehrere
ihrer Antriebswellen einwirkt.
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Ein leistungsarmes Schalten oder Regeln braucht nun keineswegs teuer
zu sein. Zwar würde sich wegen der Zuordnung der geeigneten Schaltelemente zu den
bei mehreren Antriebswellen auch recht zahlreichen Spulen ein verhältnismäßig großer
Aufwand an diesen Schaltelementen ergeben, doch kann dieser ganz erheblich dadurch
reduziert werden, daß man die Schaltungs- oder Regelungswandlungen nacheinander
durchführt und sich für jeden Arbeitsgang das betreffende Schaltelement, also z.
B. eine Elektronenröhre, »ausleiht«. Man macht das, indem man die Schaltungen vorbereitet,
wozu man die betreffenden Kontakte schließt. Aber man macht diese erst wirksam,
indem man die Elektronenröhre zuschaltet bzw. diese steuert. Die Röhre wirkt dabei
gewissermaßen als ein kleiner »Lastschalter«, während die eigentlichen Schalter
nur Dienst als Steuerschalter tun.