DE974192C - Anordnung zur Umformung einer Winkelstellung in eine Kontaktstellung - Google Patents

Description

Für die Fernmessung bzw. Fernanzeige von Meßgrößen sind Meßwertgeber bekannt, die eine dem Meßwert proportionale Winkelstellung in eine definierte Kontaktstellung umformen. Für eine dekadische Anzeige in drei Dezimalstellen werden beispielsweise drei Geber im Übersetzungsverhältnis ι : ro vom Meßwert verstellt. Jeder Geber besitzt zehn Kontakte, von denen jeder einem Winkelbereich von 36⁰ des Geberumfangs zugeordnet ist. Vom Geber wird jeweils der Kontakt geschlossen, in dessen Winkelbereich der Meßwert sich bewegt. Um eine definierte Kontaktgabe beim Übergang von einem Winkelbereich auf den benachbarten Winkelbereich zu erhalten, müssen sogenannte Schrittschaltwerke benutzt werden, bei denen eine sprunghafte Fortschaltung von einem Winkelwert auf den nächsten Winkelwert erfolgt.

Das sprunghafte Schalten wird durch mechanische Rastungen erreicht. Derartige Anordnungen erfordern einen großen mechanischen Aufwand und benötigen zur Verstellung, ein relativ großes Drehmoment, das in den meisten Fällen vom Meßinstrument nicht ohne die Zwischenschaltung zusätzlicher Verstärkereinrichtungen, wie Nachlaufmotoren od. dgl., aufgewendet werden kann. Eine mechanische Abbildung der Meßgröße innerhalb eines Winkelbereichs von 360⁰ ist jedoch notwendig, damit bei einem Spannungsausfall infolge einer Störung kein Auseinanderlaufen von Meßwert und elektrisch übertragener Anzeige auftreten kann.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Umformung einer durch einen Meßwert gegebenen Winkelstellung in eine Kontaktstellung,

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vorzugsweise für die Fernmessung nach dem Impuls-Telegrammverfahren, mit über einem Kreisumfang in gleiche Einheiten unterteilten Kontaktsegmenten, mit einem entsprechend dem Winkelwert verstellbaren, die Segmente abtastenden Schleifer, der beim Übergang von einem Segment auf das benachbarte beide Segmente berührt, sowie mit einer nach der dualen Zahlenfolge gestaffelten Relaiskette. Bei einer solchen, einen umlaufenden

ίο Meßwertgeber darstellenden Anordnung soll jede mechanische Rast, vermieden werden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß jedem Kontakt des Schleifers so viel Kontaktsegmente zugeordnet sind, als dem Stellenwert der betreffen-

X5 den Kontaktstellung im dualen Zahlensystem entspricht (z. B. Kontaktstellung i, ein Kontaktsegment, Stellung 3, zwei Segmente, Stellung 4, ein Segment, Stellung 7, drei Segmente usw.), daß die Kontaktsegmente mit den zugeordneten Relais der Relaiskette verbunden sind und daß in den Zuleitungen zu den Relais, die beim Weiterrücken des Schleifers entsprechend der Einstellung nach dem dualen Zahlensystem abfallen müssen, Ruhekontakte der Relais angeordnet sind, die über die vom Schleifer berührten Kontaktsegmente neu bzw. zusätzlich ansprechen.

Es sind zwar Relaisschaltungen bekannt, bei denen die Haltestromkreise mehrerer Relais über Arbeits- und Ruhekontakte derart an spannungführende Leitungen angeschlossen sind, daß beim Ansprechen eines Relais die Anschlüsse zu den Haltewicklungen sämtlicher anderen Relais unterbrochen werden. Das Ansprechen eines Relais bringt also alle anderen,Relais zum Abfallen. Bei der Erfindung handelt es sich dagegen um eine andere Aufgabenstellung, nämlich die kontinuierliche Bewegung· eines Schleifers über einer größeren Anzahl von Kontaktsegmenten diskontinuierlich in einen Meßwert umzuformen. Für eine derartige Meßwertumformung wurden bisher immer Schaltwerke mit mechanischer Rastung, d. h. sprunghafter Fortschaltung von einem Winkelwert des Schleifers auf den nächsten Winkel wert, verwendet. Im Zusammenhang mit derartigen An-Ordnungen sind auch bereits in dualer Zahlenfolge gestaffelte Relaisketten verwendet worden. Mit den Kontakten von vier derartig gestaffelten Relais lassen sich die Zahlen von 1 ... 15 bzw. fünfzehn Stufen des Meßwertes darstellen. Den Relais sind die Zahlenwerte 1, 2, 4, 8 zugeordnet, durch deren Kombination die genannten fünfzehn Stufen entstehen.

Da der Meßwert für die Übertragung .nach dem dekadischen Zahlensystem durch die Beschallung von zehn vom Sender abgetasteten Kontakten dargestellt wird, muß die nach dem dualen Zahlensystem vorliegende Relaisstellung über die Kontakte der Relais in eine entsprechende Kontaktstellung für die zehn Ausgänge umgewandelt werden. Für die Übertragung eines mehrstelligen Meßwertes werden über Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis ι : 10 mehrere Schleifer miteinander gekuppelt. Jeder Dekade sind also zehn Ausgänge zugeordnet, die vom Fernsender in an sich bekannter Weise abgetastet werden. Der Meßwert wird hierbei dadurch abgebildet, daß jeweils ein Ausgang in jeder Dekade Spannung führt. Zur Darstellung des Wertes 225 z. B. führt der fünfte Kontakt der ersten Dekade und der zweite Kontakt der zweiten und dritten Dekade Spannung. Der die Kontakte der Reihe nach abtastende Fernsender gibt auf den entsprechenden Kontakten einen Impuls auf die Fernleitung.

An Hand der Zeichnung wird später die Beschattung einer Dekade eines solchen dekadischen Systems beschrieben.

Da der Schleifer mit relativ geringem Kontaktdruck auf den Segmenten aufliegt, wird zur Verstellung nur ein sehr kleines Drehmoment benötigt, das auch von Meßwerken mit kleinen Verstellkräften aufgebracht werden kann. Die Winkelstellung des Schleifers wird über die Segmente und ihre Verbindungen mit den in dualer Zahlenfolge gestaffelten Relais in eine definierte Kontaktstellung umgeformt. Für eine Unterteilung des Umfangs in zehn Teile, d. h. zur Darstellung der Meßwerte 1 bis 10 sind vier Relais erforderlich, denen die Werte 1, 2, 4, 8 zugeordnet sind. Durch Kombination dieser Werte lassen sich die Zahlen von ι bis 15 darstellen. Damit beim Übergang des Schleifers von einem Segment auf das benachbarte Segment nur jeweils die Kontaktbahn, die der Schleiferstellung entspricht, geschlossen ist, sind in jeder Verbindung eines Relais mit dem zugehörigen Segment Unterbrechungskontakte des in der dualen Stellenzahl nächsthöheren Relais angeordnet, so daß beim Übergang des Schleifers auf den nächsthöheren Zahlenwert gleichzeitig mit dem Herstellen des neuen Kontaktweges der bisher ge^ schlössen« Kontaktweg unterbrochen wird. ^l!>o

Der Kreisumfang des Schleifers kann auch beispielsweise in hundert Teile eingeteilt und jedem Teilwinkel entsprechende Kontaktsegmente zugeordnet sein. Unter Umständen ist es zweckmäßig, den Kreisumfang unmittelbar in Dualzahlen, z. B. ^x°5 in dreiundsechzig oder einhundertsiebenundzwanzig Teile einzustellen. Will man die mit einer großen Unterteilung verbundene Vielzahl von Kontaktsegmenten vermeiden, so werden, wie bisher üblich, mehrere Schleifer durch mechanische Übersetzun- ^¹⁰ gen (zur Darstellung von Dezimalzahlen Übersetzungsverhältnis ι : 10) miteinander verbunden. Wenn das für solche mechanische Übersetzungen benötigte größere Drehmoment vom Meßinstrument nicht aufgebracht werden kann, wird zweckmäßig nur ein Schleifer mit der entsprechenden Kontaktbahn verwendet und die vollen Umdrehungen des Schleifers in einem elektrischen Speicherwerk mit dem Drehsinn entsprechender Wertigkeit festgehalten. Das Speicherwerk arbeitet dann in der Weise, daß bei Rechtsdrehung des Schleifers die vollen Umdrehungen addiert und bei Linksdrehung subtrahiert werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung arbeitenden Anordnung zur Darstellung eines in zehn Teile unterteilten

Winkelbereiches des Meßwertes von 360⁰ dargestellt. Fig. ι zeigt hierbei die Anordnung des Schleifers mit den Kontaktsegmenten und die Verbindung der Segmente mit den vier in dualer Zahlenfolge gestaffelten Relais. Fig. 2 stellt die Relaiskontakte dar, über die entsprechend der Winkelstellung des Schleifers an einen der zehn Ausgänge zum Fernsender jeweils die Batteriespannung angelegt wird. Fig. 3 schließlich zeigt wie an das gleiche Relais angeschlossene benachbarte Kontaktsegmente zweckmäßig zu einer zusammenhängenden Kontaktbahn verbunden werden.

Die Wirkungsweise der Anordnung soll an Hand der Fig. 1 näher erläutert werden. In der gezeichneten Stellung des an den Pluspol der Batterie angeschlossenen Schleifers fließt der Strom über das äußere Segment 1 und die geschlossenen Kontakte 2_V 4j zur Wicklung des Relais 1, das hierdurch erregt wird und seinen Kontakt I₃ in Fig. 2 schließt. Die Batteriespannung liegt am Kontakt 1 in Fig. 2, und die Kontaktstellung entspricht dem Meßwert 1. Bewegt sich der Schleifer weiter entgegen dem Uhrzeigersinn auf das Kontaktsegment 2, so fließt der Strom, sobald der Schleifer das mittlere Kontaktsegment 2 berührt, über den geschlossenen Kontakt 4₂ zum Relais 2 und dieses spricht an, wodurch sofort durch Öffnen des Kontaktes 2j das Relais 1 zum Abfallen gebracht wird. In Fig. 2 ist jetzt der Kontakt 2₃ nach unten umgelegt und die Batteriespannung an den Ausgang 2 gelegt. Der die Kontakte 1 bis 10 abtastende Fernsender gibt also den Meßwert 2 in die Fernleitung. Bewegt sich der Schleifer weiter auf die Kontaktsegmente 3, so fließt der Batteriestrom über das äußere Segment 3 und den geschlossenen Kontakt J^₁ zum Relais 1 und über das mittlere Segment 3 über den geschlossenen Kontakt 4₂ zum Relais 2. Es haben also die Relais 1 und 2 angezogen, und in Fig. 2 ist durch Umlegen der Kontakte 2₃ und I₄ die Batteriespannung an den Ausgang 3 gelegt. Gelangt der Schleifer auf das Segment 4, so fließt der Batteriestrom über das äußere Segment 4 und den geschlossenen Kontakt 8₃ zum Relais 4, das durch sein Ansprechen die Kontakte ^₁ und 4₂ öffnet und damit die Relais 1 und 2 zum Abfallen bringt. In Fig. 2 ist durch Umlegen des Kontaktes 4₃ die Batteriespannung an den Ausgang 4 gelegt worden. In der Stellung 5 des Schleifers zieht wieder das Relais 1 zusätzlich an, während Relais 4 erregt bleibt, so daß die Batteriespannung am Ausgang 5 in Fig. 2 liegt. Entsprechend wird in Stellung 6 des Schleifers das Relais 1 zum Abfallen gebracht (Kontakt 2₂ öffnet), während das Relais 2 über das mittlere Segment 6 Spannung erhält. In Stellung 7 wird wiederum über das äußere Segment 7 das Relais 1 zusätzlich erregt und in Fig. 2 die Batteriespannung an den Ausgang 7 gelegt. Beim Übergang des Schleifers auf das Segment 8 schließlich fallen sämtliche Relais die in Stellung 7 angezogen hatten, nämlich die Relais i,.2, 4, ab, da das Relais 8 über das äußere Segment 8 erregt wird, und mit seinen Kontakten S₁, 8₂, 8₃ die Stromkreise der Relais 1, 2 und 4 unterbricht. In Fig. 2 ist der Kontakt 8₄ umgelegt und die Batteriespannung an den Ausgang 8 angeschlossen. In der Stellung 9 des Schleifers schließlich erhält wieder das Relais 1 Strom, während in Stellung 10 (o) das Relais 1 abgeworfen und Relais 2 zum Ansprechen gebracht wird. Beim Übergang von der Stellung 10 (o) auf Stellung 1 beginnt der Zyklus von vorn, da bei Ansprechen des Relais 1 das Relais 8 abgeworfen wird. Bei einer Drehung des Schleifers im umgekehrten Sinne verlaufen die Vorgänge in ähnlicher Weise und sind ohne nähere Erläuterungen an Hand des Schaltbildes zu verfolgen.

Fig. 3 zeigt schließlich, wie die benachbarten, an die gleichen Relais angeschlossenen Kontaktsegmente zweckmäßig zu einer zusammenhängenden Kontaktbahn verbunden werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Umformung einer durch einen Meßwert gegebenen Winkelstellung in eine Kontaktstellung, vorzugsweise für die Fernmessung nach dem Impuls-Telegrammverfahren, mit über einem Kreisumfang in gleiche Einheiten unterteilten Kontaktsegmenten und mit einem entsprechend dem Winkelwert verstellbaren, die Segmente abtastenden Schleifer, der beim Übergang von einem Segment auf das benachbarte beide Segmente berührt, sowie mit einer nach der dualen Zahlenfolge gestaffelten Relaiskette, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kontakt des Schleifers so viel Kontaktsegmente zugeordnet sind, als dem Stellenwert der betreffenden Kontaktstellung im dualen Zahlensystem entspricht (z. B. Kontaktstellung 1, ein Kontaktsegment, Stellung 3, zwei Segmente, Stellung 4, ein Segment, Stellung 7, drei Segmente usw.), daß die Kontaktsegmente mit den zugeordneten Relais der Relaiskette verbunden sind und daß in den Zuleitungen zu den Relais, die beim Weiterrücken des Schleifers entsprechend der Einstellung nach dem dualen Zahlensystem abfallen müssen, Ruhekontakte der Relais angeordnet sind, die über die vom Schleifer berührten Kontaktsegmente neu bzw. zusätzlich ansprechen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der dualen Zahlenfolge gestaffelten Relais über ihre Kontakte Spannung an Ausgänge schalten, die nach dem dekadischen Zahlensystem gestaffelt sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisumfang des Schleifers dekadisch z. B. in zehn bzw. hundert Kontaktsegmente unterteilt ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dem Dualzahlensystem entsprechende Anzahl von Kontaktsegmenten (einunddreißig, dreiundsechzig, hundertsiebenundzwanzig od. dgl.).
5. 5· Anordnung nach Anspruch ι und folgenden, gekennzeichnet durch mehrere mittels mechanischer Übersetzungen (vorzugsweise im Übersetzungsverhältnis ι: io) miteinander verbundene Schleifer mit entsprechenden Kontaktbahnen.
6. 6. Anordnung nach Anspruch ι und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Schleifer mit der dazugehörigen Kontaktbahn verwendet wird und daß ein elektrisches Speicherwerk zur Speicherung der Zahl der vollen Umdrehungen des Schleifers mit dem Drehsinn entsprechender Wertigkeit dient, z. B. Addition bei Rechtslauf, Subtraktion bei Linkslauf.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte, an das gleiche Relais angeschlossene Kontaktsegmente zu einer sich über entsprechend mehrere Segmente erstreckenden zusammenhängenden Kontaktbahn verbunden sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 671 356, 895 262, 230, 607 867, 615 222, 848 615, 905 583.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   Θ 609 514/247 5. 56 (009 614/4 10.60)