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Meßstellenwahlschalter Die Erfindung betrifft einen Meßstellenwahlschalter
mit einem in mehreren Schaltstellungen einrastbaren drehbeweglichen Antriebsglied
und Schaltkontaktmitteln, die von dem Antriebsglied betätigbar sind.
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Ein Meß stellenwahlschalter hat die Aufgabe, wahlweise eine von mehreren
Meßstellen auf ein Anzeigeinstrument oder dgl.
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durchzuschalten und die von der MeBstelle gelieferten elektrischen
Signale in einwandfreier Weise zu übertragen.
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An einen solchen Meßstellenwahlschalter werden insbesondere folgende
Anforderungen gestellt: 1. Hohe Kontaktsicherheit auch bei der Ubertragung kleiner
elektrischer Spannungs- oder Stromwerte.
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2. Eindeutige Kontaktgabe, d.h. åede Schaltstellung darf nur einem
Meßkanal zugeordnet sein und zwischen den Kontaktstellungen darf entweder nur der
vorhergehende oder der folgende Kanal eingeschaltet sein. Die gleichzeitige Durch
schaltung von zwei Kanälen muß ausgeschlossen sein.
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3. Der Meßstellenkontakt muß ein Schnappverhalten haben, d. h. es
darf keine schleichende, vom Weg des Schaltens abhängige Kontaktgabe mit veränderlicher
Kontaktkraft erfolgen.
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4. Es muß eine eindeutige Rastung gewährleistet sein, d.h.
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der Meßstellenwahlschalter darf nicht zwischen zwei Kontaktstellungen
verharren dürfen. Er muß automatisch entweder zur einen oder anderen Stellung hingezogen
werden.
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Es sind Meßstellenwahlschalter bekannt, bei denen die ersten drei
Bedingungen in mehr oder weniger befriedigender Art gelöst sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßstellenwahlschalter
zu schaffen, bei welchem mit minimalem Aufwand alle vier der genannten Anforderungen
in optimaler Weise erfüllt sind, bei welchem insbesondere aber eine eindeutige Einrastung
in den Schaltstellungen gewährleistet ist.
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Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß einerseits
das Antriebsglied über ein Übersetzungsgetriebe mit einer Rastvorrichtung gekuppelt
ist und andererseits durch das Antriebsglied in jeder Schaltstellung desselben ein
Erregerstrom eines und nur eines Relais einschaltbar ist.
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Die Rastvorrichtung kann eine magnetische Synchronkupplung mit einem
gehäusefesten Stator und einem über das Ubersetzungsgetriebe mit dem Antriebsglied
gekuppelten Rotor sein.
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Mit dem Antriebsglied kann ein Magnet verbunden sein, durch den in
jeder Schaltstellung des Antriebsgliedes ein Schutzgaskontakt
betätigbar
ist, der den Erregerstrom schaltet.
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Es kann aber auch vorgesehen sein, daß der Erregerstrom des Relais
von einer elektronischen Impulsformerschaltung, z.B. einem Schmitt-Trigger, gesteuert
ist, welche letztere ihrerseits von dem Antriebsglied berührungslos im schaltenden
Sinne beeinflußbar ist.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend
unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1 zeigt einen
L-ingsschnitt durch einen Meßstellenwahlschalter nach der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt ein zugehöriges Schaltbild.
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Durch einen Drehknopf 1 wird eine Antriebswelle 2 des Meßstellenwahlschalters
bewegt. Mit dem Drehknopf 1 ist für die Anzeige der Stellung ein Zeiger 8 verbunden,
der sich über einer Skala 9 bewegt, auf der die verschiedenen Stellungen markiert
sind.
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Mit der Antriebswelle 2 fest verbunden ist einmal ein Antriebszahnrad
3 eines Übersetzungsgetriebes und zum anderen eine Scheibe 10, auf der ein kleiner
Dauermagnet 11 am Umfang befestigt ist. Das Zahnrad 3 treibt ein Zahnrad 4 an, welches
mit dem Rotor 6 einer permanent erregten Synchronkupplung verbunden ist. Der Rotor
6 läuft auf einer Achse 5. Der Stator 7 der Synchronkupplung ist gehäusefest gehaltert.
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Entsprechend der Anzahl der Wahlstellungen des Meßstellenwahlschalters
sind eine Anzahl von kleinen Schutzgaskontakten 12 auf einer Zwischenwand 13 so
angebracht, daß sie durch das Vorbeibewegen des Dauermagneten 11 geschaltet werden.
Dabei ist ihr gegenseitiger Abstand so gewählt, daß einmal der Schaltvorgang - auch
unter Berücksichtigung von Exemplarstreuungen und Umgebungseinflüssen sowie Fertigungstoleranz
- sicher erfolgt und außerdem immer nur ein Schutzgaskontakt 12 geschaltet wird.
Durch das Schalten des Schutzgaskontaktes 12, der durch sein Schnappverhalten eindeutige
Schaltzustände gewährleistet wird der Erregerstrom eines Relais 14, z.B. eines Esmmrelais
oder dgl., welches an der Zwischenwand 13 befestigt ist, geschaltet. Die Kontakte
dieses gammrelais 14, die in einer entsprechenden Edelmetalllegierung, die auch
für das Schalten kleinster Spannungen und Ströme im Mikrobereich geeignet ist, ausgeführt
sind, schalten den entsprechenden Signalstromkreis. Jedem Signalstromkreis ist somit
äe ein Schutzgaskontakt 12 und äe ein Kammrelais 14 zugeordnet.
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Dafür, daß die Antriebswelle 2 immer die Stellungen einnimmt, die
den auf der Skala 9 angebrachten Markierungen entsprechen, und beispielsweise nicht
in einer Zwischenstellung verharrt, sorgt die magnetische Synchronkupplung. Diese
besteht aus den dauermagnetischen oder ferromagnetisch leitenden Stator 7 und dem
ferromagnetisch leitenden bzw. dauermagnetischen Rotor 6.
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Der letztere wird über das Ubersetzungsgetriebe bestehend aus den
Zahnrädern 3 und 4 von der Antriebswelle 2 angetrieben.
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Die Anordnung ist dabei so, daß jeder Markierung auf der Skala 9 eine
Raststellung der Synchronkupplung entspricht.
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Das einfache Schaltungsprinzip des Meßstellenwahlschalters ist in
Fig. 2 dargestellt. Hierin ist A die ankommende Signalleitung, während mit ' die
abgehende Signalleitung bezeichnet ist. Die Erregung des Schaltrelais 14 erfolgt
von einer Gleichspannung U über den Schutzgaskontakt 12. Die weiteren ankommenden
Signalleitungen B, C, ... N sowie die entsprechenden abgehenden Signalleitungen
B', C', ... N' sowie die dazugehörigen Schutzgaskontakte und Schaltrelais wirken
in gleicher Weise.
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Die konstruktive Anordnung ist so, daß das Gehäuse durch zwei Zwischenwände
unterteilt ist. Auf der in Fig. 1 unteren Zwischenwand sind auf der der Scheibe
10 zugewandten Seite die Schutzgaskontakte 12 angeordnet. Auf der anderen Seite
der Zwischenwand 13 sitzen fluchtend mit den Schutzgaskontakten i2 die Kammrelais
14.
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Die in Fig. 1 obere Zwischenwand nimmt in einer zentralen Lagerbuchse
die Antriebswelle 2 auf. Außermittig neben der Lagerbuchse und Antriebswelle ist
an der Zwischenwand der Stator 7 der magnetischen Synchronkupplung befestigt. Zentral
zu dem Stator 7 ist auf der Achse 5 der Rotor 6 der Synchronkupplung gelagert.
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Auf der oberen Seite der Zwischenwand ist die Skala 9 gehaltert, über
welcher der Zeiger 8 spielt. Die Antriebswelle 2 ist zentral durch eine das zylindrische
Gehäuse an der Stirnseite abschließende Sichtscheibe hindurchgeführt. Unter der
Sichtscheibe sitzt der Zeiger 8. An dem herausgeführten Ende ist der Drehknopf 1
angebracht.
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Gemäß einer Abwandlung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen
Prinzip können mehrere Schaltaggregate bestehend aus Scheibe 10 mit Dauermagneten
11 sowie Schutzgaskontakten 12 und Schaltrelais 14 auf einer Zwischenwand 13 mit
einem gemeinsamen Antriebsaggregat bestehend aus einer Antriebswelle 2 mit Knopf
sowie Synchronkupplung 6, 7 und Getrieberädern 3, 4 mechanisch gekuppelt sein. Damit
erhält man einen Meßstellenwahlschalter, der für die Lösung bestimmter spezieller
Aufgaben geeignet ist, beispielsweise zur Verknüpfung der verschiedenen Signalkreise
zu logischen Funktionen.
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Anstelle des Schutzgaskontaktes 12 kann zur Ansteuerung der Relais
14 auch eine elektronische Impulsformerschaltung, z.
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B. ein Schmitt-Trigger, verwendet werden. Es wird dann der Erregerkreis
des Schaltrelais so geschaltet, daß keine Zwischenstellung der Schaltkontakte möglich
sind.
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In weitere Ausbildung der Erfindung kann die Antriebswelle 2 statt
manuell durch einen Drehknopf 5 mittels eines kleinen Servo-Motors angetrieben werden.
Hierbei kann die Steuerung des Servo-Motors durch eine Taste manuell oder auch automatisch
durch eine geeignete Programmierung erfolgen.