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Schaltvorrichtung für den Gutsignalgeber bei Längentoleranztastgeräten
mit elektrischen Signalsteuerkontakten Es sind Toleranztastgeräte bekannt, bei welchen
das Über- oder Unterschreiten der Toleranzgrenzen von Werkstücken die Schließung
elektrischer Kontakte bewirkt, welche ihrerseits Signale zur Auslösung bringen.
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Als Signalgeber werden im allgemeinen elektrische Glühbirnen verwendet.
Um Beschädigungen der Kontakte des Tastgerätes durch den elektrischen Strom zu vermeiden,
schaltet ein solches Gerät die Signallampen nicht direkt, sondern über Feinrelais.
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Gefordert wird in der Praxis, daß statt der Ausschuß lampen eine
Gutlampe aufleuchtet, wenn das zu prüfende Werkstück innerhalb der gegebenen Toleranz
liegt. Zur Erfüllung dieser Forderung hat man bisher die Relais mit zwei Kontakten
ausgerüstet. Der eine dieser Kontakte wird bei angezogenem Relais geschlossen und
schaltet entsprechend die Ausschußlampe, während der andere Kontakt bei stromlosem
Relais die Gutlampe schaltet In Abb. I ist diese bekannfe Schaltung schematisch
dargestellt. Mit I ist der Taster eines Toleranztastgerätes bezeichnet, welcher
einen Hebel 2 bewegt, der seinerseits den Kontakt 3 oder den Kontakt 4 schließt.
über den Kontakt 3, welcher geschlossen wird, wenn die Toleranzgrenze des Werkstückes
iiberschritten ist, wird das Feinrelais 5 eingeschaltet, welches über den Relaiskontakt
6 die Plus-Ausschußlampe 7 einschaltet. Ist die Toleranzgrenze des zu prüfenden
Werkstückes unterschritten, so wird durch den Kontakt 4 das Feinrelais 8 eingeschaltet.
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Über den Kontakt g dieses Feinrelais wird die Minus-Ausschußlampe
I8 eingeschaltet.
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Liegt dagegen das Werkstück innerhalb der vorgeschriebenen Toleranz,
so wird weder der Kontakt 3 noch der Kontakt 4 geschlossen. Die beiden Feinrelais
5 und 8 bleiben daher stromlos. Ihre Anker schließen bei stromlosem Relais die Kontakte
Io und ii. Dadurch fließt der Strom der Stromquelle 12 über den Anker des Relais
8, über den Kontakt 10 zu dem Anker des Relais 5 und über den Relaiskontakt II durch
die Gutlampe I3 zur Stromquelle zurück.
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Diese bekannte Schaltung hat den Nachteil, daß die Feinrelais mit
doppeltem Kontakt
ausgerüstet sein müssen. Es können mit solchen
Toleranztastern nur außerordentlich schwache Ströme geschaltet werden, da sonst
Verschmorungen der Kontakte eintreten. Der zweite Kontakt an dem Feinrelais bedingt
aber eine höhere Stromaufnahme des Relais, wenn dieses sicher arbeiten soll. Außerdem
wird die Konstruktion des Relais durch diesen zweiten Kontakt wesentlich kompl izierter.
Wie aus der Schaltskizze zu ersehen ist, wird sowohl die Lampe 7 als auch die Lampe
I3 über zwei Relaiskontakte geschaltet. Diese doppelte Sontaktschaltung vermindert
leicht die Zuverlässigkeit des Gerätes, da der Kontaktdruck an den Relais sowieso
nur außerordentlich gering ist.
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Zur Abstellung dieser Übelstände sind erflndungsgemäß Ausschuß- und
Gutsignalgeber derart mit Widerständen zu einer Kompensationsschaltung geschaltet,
daß beim Einschalten des Ausschußsignalgebers die Klemmenspannung des Gutsignalgebers
Null wird. In Anb. 2 ist diese Schaltvorrichtung dargestellt. Die Feinrelais 5 und
8 besitzen nur je einen Kontakt 6 und 9, durch welche die Signallampen 18 und 7
je nach Stellung des Tasters, der in dieser Abbildung nicht mitgezeichnet ist, geschaltet
werden. Die Stromquelle 12 ist durch einen Widerstand 14 geschlossen. Dieser Widerstand
besitzt einen Mittelabgriff 16, an welchem die Gutlampe 13 liegt. Die andere Seite
der Gutlampe I3 ist über den Widerstand I5 mit der Stromquelle 12 verbunden. Die
GröBe des Widerstandes 15 ist gleich der Widerstandsgröße der Lampen 18 bzw. 7.
Der Widerstand 15 ist außerdem mit den Ankern der Relais 5 und 8 verbunde.
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Liegt nun das zu prüfende Werkstück innerhalb der vorgeschriebenen
Toleranz, so bleiben die Relais 5 und S stromlos. Dadurch bleiben die Kontakte 9
und 6 geöffnet, es kann also kein Strom durch die Lampen 18 und 7 fließen. Wohl
aber fließt ein Strom z-on der Stromquelle durch den Widerstand 15 und von der Gutlampe
I3 über die eine Hälfte des Widerstandes 14 zur Stromquelle zurück. Die Gutlampe
I3 wird also in diesem Falle brennen. Liegt dagegen jetzt das Werkstück außerhalb
der Toleranz, so wird-eines der beiden Relais 5 und 8 seinen zugehörigen Anker anziehen,
wodurch der Kontakt 6 oder der Kontakt 9 geschlossen werden.
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Es fließt jetzt ein Strom von der Stromquelle durch den Widerstand
15 durch die Lampen 7 oder 18 zur Stromquelle zurück.
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Da der Widerstand der Lampe 18 bzw. 7 ebenso groß ist wie der Widerstand
15 und der Mittelabgriff des Widerstandes 14 diesen Widerstand in genau zwei gleiche
Teile teilt, wird das Potential zwischen den Punkten t6 und 17 Null. Die Lampe I3
bleibt also stromlos. Die Schaltung stellt eine Wheatstonische Brücke dar, deren
vier Zweige aus der einen Hälfte des Widerstandes 14, aus der Lampe 7 bzw. 18, dem
Widerstand 15 und der zweiten Hälfte des Widerstandes 14 gebildet werden. Die Gutlampe
I3 liegt in der Diagonale dieser Brücke, während die Stromquelle 12 in der anderen
Diagonale liegt.
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In der Prasis wird es natürlich nicht gelingen, vollkommene Gleichheit
der Widerstände der Lampen 7 bzw. I8 und des Wider standes 15 zu erreichen. Es wird
also bei eingeschalteter Ausschußlampe 18 oder 7 zwischen den Punkten t6 und I7
ein geringes Potential herrschen. Dieses genügt jedoch nicht, um die Gutlampe 13
zum Aufflammen zu bringen. Bei Verwendung eines Wechselstromtransformators als Stromquelle
für die Signallampen erhält die Transformatorwicklung einen WIittelabgriff. Es kann
also in dem Falle auf den Widerstand 14 verzichtet werden.
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Elektrische Toleranzgeräte der beschriebenen Art werden häufig zu
Mehrfachgeräten zusammengeschaltet dargestellt, so daß mehrere Älaße eines Werlistückes
in einem Arbeitsgang geprüft werden. Es ist dann für jedes Maß ein Taster vorgesehen,
welcher ein Plus-Ausschuß- und ein Minus- Ausschußrelais betätigt. Die Forderung
bei solchen Geräten besteht in bezug auf die Gutlampe darin, daß nur eine Gutlampe
vorgesehen ist, welche aufleuchtet, wenn sämtliche maße innerhalb der Toleranz liegen,
alle Relais also stromlos bleiben.
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Zur Erfüllung dieser Forderung wurden bisher die Relais mit zwei
Kontakten ausgerüstet und die Schaltstellen des Ankers außerdem voneinander isoliert.
Der Strom der Gutlampe mußte demzufolge durch sämtliche Relaiskontakte fließen.
Die oben bezeichnete Störanfälliglieit solcher Schaltung ist daher bei Mehrfachschaltgeräten
noch ganz wesentlich größer als bei Einfachschaltgeräten.
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Außerdem werden die Relais durch die isolierten Ankerkontakte noch
komplizierter als bei den Einfachgeräten. An sich könnte auch für eine solche Schaltung
die oben beschriebene erfindungsgemäße Schaltung Verwendung finden; jedoch würde
hierbei die Abgleichung der einzelnen Widerstände Schwierigkeiten bereiten, und
außerdem würde die Belastung der Lampenstromquelle unverhältnismäßig groß werden.
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Bei solchen Mehrfachtastgeräten mit einem gemeinsamen Gutsignalgeber
ist erfindungsgemäß in dem Ausschußsignalstromkreis ein
stromempfindliches
Relais angeordnet, dessen Anker den Gutsignalgeber schaltet. In der diese Schaltanordnung
darstellenden Abb. 3 sind die Plus-Ausschußrelais mit 5 bezeichnet, während die
Minus-Ausschuß relais mit 8 bezeichnet sind. Entsprechend sind die Minus-Aussehufllampen
mit I8 und die Plus-Ausschuß lampen mit 7 bezeichnet. Von der Stromquelle 12 fließt
nun ein Strom, wenn irgendeines der Relais angezogen ist, durch irgendeine der Ausschußlampen
über ein Relais 19 zur Stromquelle zurück. Das Relais 19 ist ein stromempfindliches
Relais, d. h. also, sein Widerstand ist außerordentlich gering. Sobald das Relais
I9 vom Strom durchflossen wird, zieht es seinen Anker 20 an und unterbricht dadurch
den Kontakt 2I, wodurch die Gutlampe I3 stromlos wird. Erlöschen särnttiche Ausschußlampen
7 und IS, weil das Werkstück innerhalb der Toleranz liegt, so wird auch das Relais
19 stromlos.
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Der Anker 20 schließt dadurch den Kontakt 21, wodurch die Gutlampe
13 von dem Strom der Stromquelle I2 durchflossen wird.
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Vielfach werden solche Geräte an ein Wechselstromnetz angeschlossen.
In solchen Fällen erfolgt die Speisung der Signallampen mit Wechselstrom über einen
Transformator. Das Gutlampenrelais muß so gebaut sein, daß es nur wenig Energie
verbraucht, damit den Lampen nicht zuviel Energie entzogen wird. Solche Relais arbeiten
bei Wechselstrom im allgemeinen schlecht.
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An sich kann man natürlich in den Lampenkreis einen Gleichrichter
legen, so daß dieses mit Gleichstrom gespeist wird. Das ist aber unpraktisch, weil
der Gleichrichter infolge der verhältnismäßig großen Stromstärke zu umfangreich
würde. Für solche Fälle ist erfindungsgemäß in den Ausschußsignalstromkreis ein
Transformator mit geringem Spannungsabfall angeordnet, an dessen Sekundärseite iiber
Gleichrichter ein spannungsempfindliches Feinrelais angeschaltet ist, dessen Anker
den Gutsignalgeber schaltet.
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Es wird also ein Transformator in Serie zu den Signallampen geschaltet,
dessen Primärwicklung einen sehr geringen Widerstand hat, so daß an seinen Klemmen
ein Spannungsabfall von nur einigen zehntel Volt entsteht. Sekundärseitig ist dieser
Transformator so gewickelt, daß er bei geringer belastung eine Klemmenspannung von
4 bis 5 Volt aufweist, Man kann dadurch sekiindärseitig über Gleichrichter ein Feinrelais
einschalten, welches die Gutlampe betätigt.