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Geb ereinrichtung zur Fernüb ertragung der Winkelstellung einer Achse
Die Erfindung betrifft eine Gebereinrichtung zur Fernübertragung der Winkelstellung
einer Achse, insbesondere einen dekadischen Höhenstandsgeber mit Schwimmerantrieb,
bei der auf der Antriebsachse ein Dauermagnet vorgesehen ist, der Schutzgaskontakte
betätigt, die um die Antriebsachse herum kreisförmig angeordnet sind.
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Die bisher bekannten Höhenstandsgeber hatten den Nachteil, daß durch
Witterungseinflüsse, vor denen diese Geräte nicht immer völlig zu schützen sind,
Störungen durch Korrosion an den Kontakten und an den mechanischen Teilen auftraten.
Bei diesen bekannten Geräten waren pro Dekade des Meßwertes je ein Drehschalter
mit zehn offenen Kontakten vorgesehen. Diese Schalter standen über entsprechende
Getriebe, z.B. sogenannte Zweizahngetriebe, mit der Antriebsachse in Verbindung.
Ferner haben bekannte Geräte den Nachteil, daß ein verhältnismäßig großes Drehmoment
und damit ein verhältnismäßig großer Schwimmer erforderlich ist.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß
ein Relaisspeicher vorgesehen ist, der nur dann die Stellung der Geberkontakte übernimmt,
wenn nur ein Geberkontakt pro Dekade geschlossen ist, indem mit der Antriebsachse
fünf Magnete verbunden sind, die auf zwei Schutzgaskontakte derart einwirken, daß
jeweils nur dann ein Schutzgaskontakt geschlossen ist, wenn nur ein Geberkontakt
geschlossen ist und daß durch die Schutzgaskontakte die Übernahme der vom Geber
ermittelten Werte in den Relaisspeicher steuerbar ist.
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Es ist bekannt, bei Elektrizitätszählern vom Zählwerk betätigte Schalter
vorzusehen, die aus zwei jeweils in einem Glasgefäß eingeschlossenen Kontaktpaaren
bestehen, auf die ein Magnet wirkt, dessen Kraftlinienfeld durch eine vom Zählwerk
betätigte Scheibe zur Schalterbetätigung verändert wird. Beim Erfindungsgegenstand
müssen jedoch eine größere Anzahl von Schaltkontakten geschlossen werden, z. B.
entsprechend einer Dekade bei einer Wellenumdrehung zehn Stück. Gleichzeitig tritt
die Schwierigkeit auf, zu vermeiden, daß Mehrdeutigkeiten entstehen, wenn z. B.
zwei Schalter gleichzeitig geschlossen sind. Bei der bekannten Anordnung besteht
ferner der Nachteil, daß nur verhältnismäßig geringe Kontaktdrücke angewendet werden
können, da der Magnet infolge der vor diesem laufenden Scheibe verhältnismäßig weit
von dem zu betätigenden magnetischen Kontakt angeordnet ist. Die geschilderten Schwierigkeiten
werden mit der Erfindung beseitigt. Dabei ist hervorzuheben, daß nur geringe Kräfte
zur Betätigung erforderlich sind, die weit geringer sind als die, welche der den
Ausgangspunkt -der Erfindung bildende bekannte me chanische Höhenstandsgeber benötigte.
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Schutzgaskontakte sind ferner an sich für Fernsprechzwecke bekannt.
Sie bestehen aus zwei Kontaktfedern aus ferromagnetischem Material, die sich in
einem mit Gas gefüllten Röhrchen befinden, das in eine Erregerspule eingeschoben
wird, welche die Relaisspule bildet. Bei der Erfindung werden dagegen mechanisch
bewegte Dauermagnete zur Betätigung der Kontakte benutzt.
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Zur weiteren Verringerung des erforderlichen Drehmomentes kann auf
die bei den bisher bekannten Höhenstandsgebern vorgesehene mechanische Rastvorrichtung
verzichtet werden. Vielmehr ist ein Relaisspeicher vorgesehen, der durch von der
Antriebsachse gesteuerte Mittel nur dann die Stellung der Geberkontakte übernimmt,
wenn nur ein Geberkontakt pro Dekade geschlossen ist. Die Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß mit der Antriebsachse fünf Magnete verbunden sind, die auf zwei
Schutzgaskontakte derart einwirken, daß jeweils nur einer dieser Kontakte geschlossen
ist, wenn pro Dekade nur ein Geberkontakt geschlossen ist.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus,
daß die Antriebsachse elastisch mit dem Antriebsrad gekuppelt ist und durch Magnete
in definierte Stellungen einrastet. Es ist ferner möglich, daß die Antriebsachse
während des Abfragevorganges (während des Ubernahmevorganges in dem Speicher) durch
einen Elektromagneten in definierter Stellung gehalten wird.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß
durch den Geber Umschaltkontakte gesteuert werden, die derart hintereinandergeschaltet
sind,
daß jeweils nur ein Kontakt pro Dekade die Fernübertragung auslösen kann.
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Es besteht in vielen Fällen auch das Bedürfnis, die Tendenz der zu
übertragenden Größe, z. B. beim Höhenstandsgeber »steigend« oder »fallend«, mit
zu übertragen. Hierzu wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß von der Antriebsachse
über eine Viskositätskupplung od. dgl. ein Magnet entgegen der Kraft einer Rückstellfeder
um einen geringen Betrag mitgenommen wird, derart, daß entsprechend der Drehrichtung
bzw. der Anderung des Meßwertes ein Schutzgaskontakt betätigt wird. Diese Einrichtung
erfordert ebenfalls nur ein geringes Drehmoment.
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Die Erfindung und weitere Einzelheiten sind an Hand der in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiele im folgenden näher erläutert.
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In Fig. 1 sind mit SK die Schutzgaskontakte bezeichnet, die kreisförmig
um die Antriebsachse A herum angeordnet sind. Auf der Antriebsachse A befindet sich
der Permanentmagnet M, dessen Feld das Schlielen der Kontakte bewirkt.
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In Fig. 2 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein dekadischer
Höhenstandsgeber in perspektivischer Ansicht dargestellt. Durch den SchwimmerSW
wird iiber die Kette KA das Antriebsrad AR angetrieben, das auf der AntriebsachseA
befestigt ist. Das Rad U dient nur zur Umlenkung der Kette KA. Um die AntriebsachseA
herum sind kreisförmig (wie in Fig. 1 dargestellt) die Schutzgaskontakte SK angeordnet
und in den Bohrungen eines Gehäuses G gehaltert. Die Antriebsachse A, die gleichzeitig
zur Übertragung des Zentimeterwertes dient, ist über ein Zweizahugetriebe ZG mit
der Dezimeterachse AD verbunden. Die Achse AD ist ihrerseits in gleicher Weise über
ein Zweizahngetriebe ZG mit der Meterachse AM gekuppelt. Die AchsenAD und AM sind
ebenfalls mit Gehäusen G umgeben, in denen kreisförmig Schutzgaskontakte angeordnet
sind, die durch einen in Fig.2 nicht sichtbarren Permanentmagneten von innen her
betätigt werden. Die SchutzgaskontakteSK sind im dargestellten Ausführungsbeispiel
über Richtleiter D derart mit den Speicherrelais R verbunden, daß diese Relais den
Meßwert tetradisch wiedergeben. Der Relaisspeicher ist, wie in Fig. 2 dargestellt,
an Trägerleisten L klappbar befestigt. Er dient in bekannter Weise zur Weitermeldung
des ermittelten Meßwertes. Die Achse, AD und AM sind durch die Skala AS geführt
und mit hier nicht dargestellten Zeichen zur Direktanzeige des gemessenen Höhenstandes
versehen.
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Auf der Antriebsachse A sind, wie Fig. 4 zeigt, fünf Magnete HM befestigt,
durch die abwechselnd jeweils einer der Schutzgaskontakte SKA und SKB geschlossen
wird. Es ist sichergestellt, daß SKA oder SKB immer nur dann schließt, wenn auch
nur je einer der (;eberkontakte SK auf den Achsen A, AD und AM geschlossen ist.
Nur in dieser Stellung gibt eine Relaisschaltung das Signal zur Fernübertragung.
Dadurch werden Fehlmeldungen vermieden, die entstehen könnten, wenn beispielsweise
in einer Übergangsstellung zwei Kontakte gleichzeitig geschlossen sind. Auch wird
eine besondere Rastvorrichtung eingespart.
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Durch magnetische Schirme mg können die Streufelder der Magnete und
damit der Winkelbereich der Achse, in dem einer der Kontakte SKA und5KB geschlossen
ist, verkleinert werden.
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Es ist auch möglich, die Antriebsachse A elastisch mit dem Antriebsrad
AR zu kuppeln und durch Pernianentmagnete dafür zu sorgen, daß die Antriebsachse
in definierten Stellungen einrastet, in denen jeweils nur einer der Geberkontakte
(pro Dekade) geschlossen
ist. Diese Anordnung erfordert jedoch auch ein gewisses
Drehmoment. Es ist ferner möglich, die Geber kontakte periodisch abzufragen und
dabei während des Abfragevorganges durch einen Elektromagneten die Antriebsachse
in einer definierten Stellung festzuhalten.
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Das Problem, eine eindeutige Anzeige zu erhalten, läßt sich auch
rein elektrisch lösen. Die Geberkontakte sollen zu diesem Zweck Umschaltkontakte
sein.
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Es ist jedoch auch grundsätzlich möglich, Schutzgas-Arbeitskontakte
zu benutzen und von diesen Zwischenrelais mit Umschaltkontakten zu steuern. Hermetisch
abgeschlossene Relais sind gegen Klimaeinflüsse widerstandsfähig und daher zusammen
mit den im Geber gemäß der Erfindung eingebauten Schutzgaskontakten verwendbar.
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Fig. 5 zeigt eine Schaltung zur Herstellung einer eindeutigen Anzeige
auf elektrischem Wege. Mit O bis 9, 00 bis 90, 000 bis 900 sind die Ausgänge der
drei Kontaktdekaden des Gebers bezeichnet, an die jeweils Relais angeschlossen sein
können, die zur Fernmeldung des gemessenen Wertes dienen. Will man mit weniger als
zehn Relais je Dekade auskommen, so schaltet man mehrere Ausgänge z. B. in tetradischer
Kombination über Richtleiter auf vier Relais zusammen. Die Umschaltkontakte 0 bis
9 der ersten Dekade sind hintereinandergeschaltet, so daß bei gleichzeitiger Betätigung
zweier Kontakte jeweils nur der Kontakt der höchsten Ordnungszahl den jeweiligen
Ausgang mit dem positiven Pol der Stromquelle verbindet. Die Eindeutigkeit beim
Übergang von einer Dekade zur nächsten wird mit Hilfe der Relais T und S erreicht,
die nur Strom erhalten, wenn jeweils der letzte Kontakt einer Dekade (9 bzw. 90)
umgeschaltet wird.
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Um die Tendenz des Meßwertes zu übertragen also beispielsweise das
Steigen und Fallen eines Höhenstandes, kann, wie in Fig. 3 dargestellt, die Antriebsachse
24 des Gebers mit einer Scheibe SE versehen sein, die in einem federnd aufgehängten
Gehäuse B läuft, das mit einer zähen Flüssigkeit F gefüllt ist.
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Bei Drehung der Achse A wird sich das Gehäuse entgegen der Kraft der
Federnd verdrehen. Ein am Gehäuse angebrachter Magnet mm löst dadurch das Schließen
eines der Schutzgaskontakte KT aus. Sobald die Drehbewegung der Achse A aufhört,
kehrt das Gehäuse B unter dem Einfluß der FedernDF in die Ruhelage zurück, und der
Magnet MF verbleibt in einer Stellung, in der sein Magnetfeld nicht mehr zum Schließen
eines der Kontakte ausreicht. Mit X und Y sind Anschläge bezeichnet, die bei einer
raschen Verdrehung der Achse A vermeiden, daß der Magnet MF so weit verdreht wird,
daß die Kontakte KT nicht mehr durch das Magnetfeld geschlossen werden. Zweckmäßig
ist die Scheibe SE mit der Achse A durch eine Reibungskupplung verbunden, die bei
rascher Bewegung der Achse A ein übermäßiges Anwachsen des Drehmomentes auf die
Scheibe SE bzw. das Gehäuse B verhindert.