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Einrichtung zur Abtastung von Zeigerstellungen
Es ist bekannt, die Stellung eines Messwerkzeigers mittels eines Fallbügels abzutasten, der periodisch gegen den Zeiger abgesenkt wird und diesen gegen ein Gegenlager andrückt. Die bekannten Konstruktionen für diesen Zweck sind verhältnismässig komplizierte mechanische Systeme mit einer grossen Zahl von He- beln, Achsen und Lagerstellen. An diese Übertragungselemente werden insbesondere bei Verwendung einer solchen Abtasteinrichtung für Regelzwecke Schaltkontakte angeschlossen und in der Weise betätigt, dass in den von diesen Kontakten gesteuerten Stromkreisen bei kleinen Ausschlägen des Messwerkzeigers kurze und bei grossen Ausschlägen lange Stromimpulse zustande kommen.
Es zeigt sich, dass die bisher be- kannten Konstruktionen zur periodischen Abtastung einer Zeigerstellung den gesteigerten Anforderungen der Regeltechnik nicht genügen. Das für eine genaue Regelung notwendige grosse Verhältnis zwischen der
Impulsdauer bei kleinem Zeigerausschlag zur Impulsdauer bei grossem Zeigerausschlag und die in solchen
Fällen geforderten kurzen Abtastperioden lassen sich mit den bekannten Fallbügelmechanismen wegen der grossen Zahl von Einzelteilen und insbesondere auch deshalb nicht erreichen, weil die Herstellungsto- leranzen für die erforderliche Genauigkeit und Präzision zu gross sind.
Als selbsttätige Blendenregler für photographische Geräte sind Einrichtungen zur Abtastung der Stellung eines von einem Galvanometer gesteuerten Zeigers bekannt, die gegen den Zeiger bewegliche Abtastorgane aufweisen. Diese Abtastorgane sind mit Abstufungen für verschiedene Eingriffsstellungen des Zeigers versehen und bilden ein in sich bewegliches Gestell, dessen Bewegung in der Gestellebene erfolgt. Abgesehen davon, dass diese Einrichtungen überhaupt nicht zur Erzeugung elektrischer Impulse eingerichtet sind, würde sich auch das bei ihnen zur Anwendung gelangende Abtastprinzip nicht zur Erzeugung sehr kurzer Impulse eignen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Abtastung von Zeigerstellungen mit Hilfe von abgestuft ausgebildeten Abtastorganen, deren periodisch gegen den Zeiger bewegter Träger ein in sich bewegliches ebenes Gestell ist. Die oben genannten Nachteile der bekannten Abtasteinrichtungen werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass das Gestell aus zwei seitlichen, zwischen Führungen angeordneten Schienen, an denen die in bekannter Weise mit Abstufungen versehenen Abtastorgane befestigt sind, und aus einem mit den Schienen über Walzflächen verbundenen und um ein Mittellager schwenkbaren Querbalken besteht, wobei die Antriebskraft für die periodisch auf-und abgehende Bewegung der Gestelles an der Schwenkachse des Querbalkens angreift. Bei der Einrichtung nach der Erfindung wird mit einer wesentlich geringeren Zahl bewegter Teile das Auslangen gefunden.
Weiters ist eine vereinfachte Herstellung und eine Unabhängigkeit der Arbeitsweise von den Herstellungstoleranzen und Abnützungen der mechanischen Teile erreicht. Es ist damit ein Abtastmechanismus geschaffen, der auch hohen Anforderungen insbesondere der Regeltechnik bezüglich des Impulsverhältnisses zwischen grossen und kleinen Zeigerausschlägen und der Kürze der Abtastperioden und damit der Genauigkeit der Abtastung vollauf entspricht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Abtasteinrichtung in axonometrische Darstellung, während die übrigen Figuren einzelne Bewegungsphasen in schematischer Darstellung wiedergeben. In Fig. 1 der Zeichnung ist 1 ein Messwerk mit einem Zeiger 2. Die Einrichtung zur Abtastung der Ausschlagstellung dieses Zeigers besteht aus den beiden in bekannter Weise stufenförmig ausgebildeten Abtastelementen 3,4, die je von einer Schiene 5 bzw. 6 gehalten werden. Ein Querbalken 7 ist zwischen den Schienen 5,6 abgestützt. Zur Führung der Schienen sind vorteilhaft Rollen 8, 9. 10 und 11 vorgesehen. Der Querbalken ist um die Achse 12 schwenkbar.
Die Schienen 5. 6, auf denen die Abtastorgane 3 und'4 angeordnet sind, und der Querbalken 7 bilden
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ein in sich bewegliches ebenes Gestell. Die periodische Bewegung dieses Gestelles zur Abtastung der
Zeigerstellung erfolgt in der Gestellebene, wobei die Antriebskraft für diese auf-und abgehende Bewegung an der Schwenkachse 12 des Querbalkens 7 angreift. Die Konstruktion ist dabei so getroffen, dass auf der
Schwenkachse 12 des Balkens 7 eine Rolle 13 vorgesehen ist, die auf einer vom Antrieb in Umlauf gehal- tenen Nocke 15 abrollt.
Der Querbalken ist von einem Kupplungsband 16 umschlungen, das auf den seitlichen Schienen bei
17 und 18 fixiert ist. Die Berührungsflächen zwischen Querbalken 7 und den Schienen 5,6 sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, als Wälzflächen ausgebildet.
Die Schienen 5,6 stehen je unter der Wirkung einer Feder 19 bzw. 20. Diese Federn wirken in Rich- tung des Pfeiles 21, d. h. sie sind bestrebt, die Abtastorgane 3,4 gegen den Zeiger anzudrücken. Ein Ge- genlager 22 dient dabei als Unterstützung für den Zeiger.
23 ist. ein Schaltorgan, das über die Blattfeder 24 und das auf der Schiene 5 befestigte Betätigungs- element 25 schaltbar ist. Dieses Schaltorgan liegt in einem Stromkreis, in dem Stromimpulse erzeugt werden sollen, deren Dauer im wesentlichen dem jeweils abgetasteten Ausschlag des Zeigers 2 entspricht.
Die andere Schiene 6 besitzt ebenfalls ein Betätigungselement für ein Schaltorgan analoger Ausbildung.
Diese Teile sind in Fig. 1 jedoch nicht gezeichnet.
Die Fig. 2 - 5 zeigen verschiedene Bewegungsphasen der erfindungsgemässen Abtasteinrichtung. In den Fig. 2 und 3 befindet sich der Zeiger 2 in der mittleren Nullstellung. Fig. 2 zeigt dabei die höchste und Fig. 3 die tiefste Lage des Abtastgestelles. Solange der Zeiger 2 in der Nullstellung bleibt, bewegt sich das Gestell zwischen diesen beiden Lagen bei Drehung der Nockenscheibe 15 periodisch auf und ab, wobei sich der Querbalken 7 parallel zu sich selbst bewegt und keine gegenseitige Verschiebung der Ge- stellteile insbesondere der Schienen 5 und 6 stattfindet. Das Betätigungselement 25 (Fig. 1) für das
Schaltorgan 23 kommt auch in der tiefsten Lage des Gestelles nicht mit der Blattfeder 24 zur Berührung.
Fig. 4 zeigt das Abtastgestell in der tiefsten Lage bei kleinem Ausschlag des Zeigers 2. Das Abtast- organ 3 trifft, kurz bevor es die tiefste Stellung erreicht, auf den Zeiger 2 auf und wird an der weiteren
Senkbewegung gehindert. Das Gegenlager für den Zeiger 2 ist mit 22 angedeutet. Bei der weiteren Ab- wärtsbewegung der übrigen Teile des Gestelles stellt sich der Querbalken 7 schief und es kommt zu einer Verschiebung der Gestellteile gegeneinander. Infolge der Schiefstellung des Querbalkens erreicht die seitliche Schiene 4 eine tiefere Lage als in Fig. 3, so dass das Betätigungselement 25 mit der Blattfeder 24 für das Schaltorgan 23 zur Berührung kommt und eine Auslösung eines Impulses erfolgt. Dieser Impuls ist nur kurz, weil das Abtastorgan 3 erst kurz vor der tiefsten Lage in seiner Bewegung gehemmt worden ist.
Bei grossem Zeigerausschlag wie er in Fig. 5 dargestellt ist, wird die Bewegung des Abtastorganes 4 bereits sehr bald nach seiner Bewegungsumkehr in der höchsten Lage gehemmt, wobei es zu einer starken Schiefstellung des Querbalkens und einer starken Verschiebung der Schiene 5 kommt. Dabei trifft das Betätigungselement 25 (Fig. 1) sehr bald auf die Kontaktfeder 24 auf, wodurch das Schaltorgan 23 wie gewünscht einen langen Stromimpuls entsprechend dem grossen Zeigerausschlag auslöst.
Das Ausmass der Schiefstellung der Gestellteile ist von der Form der Nockenscheibe 15 und von der Höhe der Abstufungen der Abtastorgane 3,4 abhängig, so dass durch entsprechende Ausbildung dieser Elemente das Impulsverhältnis den gestellten Anforderungen leicht angepasst werden kann.
Der Messwerkzeiger wirdbei der bisher besprochenen Einrichtung bei Auftreffen eines der Abtastorgane zwischen diesem und dem Gegenlager eingeklemmt und bleibt während der Schwenkbewegung des Querbalkens'7 über die tiefste Lage der in der Bewegung nicht gehinderten ändern seitlichen Schiene hinaus eingeklemmt, bis der Querbalken wieder die horizontale Lage erreicht und die Gestellteile sich parallel zu sich selbst bis zur Hubendlage verschieben. Insbesondere bei grossen Zeigerausschlägen ist der Zeiger daher verhältnismässig lange eingeklemmt und daran gehindert, einer Messwertänderung zu folgen. Auch ist die Zeit, die zur Einstellung des Messwerkes zwischen zwei Abtastperioden zur Verfügung steht, verhältnismässig klein.
Um die Zeit der Klemmung des Zeigers innerhalb einer Abtastperiode zu verkürzen und dadurch die Einstellzeit des Messwerkes zu vergrössern, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Rastvorrichtung bestehend aus einem mit Raststellen versehenen Teil und aus einem in diese einrastenden Teil vorgesehen, von denen'einer mit dem Querbalken fest verbunden ist, und es ist weiters die Lage der Raststellen den einzelnen Abstufungen der Abtastorgane in der Weise zugeordnet, dass die durch Klemmung des Zeigers hervorgerufene Verschwenkung des Querbalkens bzw. die Verschiebung der seitlichen Schienen fixiert ist und das Gestell sich unter Aufrechterhaltung der gegenseitigen Verschiebung der Gestellteile vom Zeiger abhebt.
Fig. 6 zeigt eine mit einer solchen Rastvorrichtung versehene Abtasteinrichtung nach der Erfindung.
In Fig. 7 ist die Rastvorrichtung allein von oben gesehen dargestellt. In Fig. 6 bedeutet 2 wieder den
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