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Einrichtung zur Umsetzung einer im wesentlichen kontinuierlichen
Verstellbewegung eines Antriebes in eine diskontinuierliche
Nachstellbewegung eines Abtriebes Die bekanntenFemmesseinrichtungen, z. B. zurW. asserstandsfernmessung. sind so aufgebaut. dass vom Messwertgeber immer diskrete Messwerte gegeben werden müssen, da die Messwertempfangseinrichtung nur zum Empfang von diskreten Messwerten eingerichtet ist. Daher müssen beim Messwertgeber Zwischenstellungen zwischen den den definierten Messwerten zugeordneten Stellungen vermieden werden.
Hiezu ist es bekannt, in den Antrieb des Messwertgebers ein Malteserkreuzgetriebe einzuschalten, das die im wesentlichen sich kontinuierlich verändernde Antriebskraft, die beispielsweise vom Schwimmer einer Wasserstandsmesseinrichtung ausgeübt wird, in eine diskontinuierliche Bewegung der Stelleinrichtung des Messwertgebers umsetzt. Bisher wurden zur Festhaltung des Messwertgebers in den den definierten Messwerten zugeordneten Stellungen mechanische Rastvorrichtungen verwendet, zu deren Betätigung vom Schwimmer sehr verschiedene Kräfte ausgeübt werden müssen. So benötigt beispielsweise die Überwindung der mechanischen Rast etwa 90Go und die Überwindung der Widerstände im Getriebe nur etwa 1010 des gesamten Kraftbedarfes.
Malteserkreuzgetriebe haben überdies den Nachteil, dass im Zeitpunkt der Bewegungsübertragung eine hohe Beanspruchung der Getriebeteile auftritt.
Ein Malteserkreuzgetriebe zum Zwecke der stufenweisen Fernsteuerung einer Schalteinrichtung ist in der Schweizer Patentschrift Nr. 176464 beschrieben. In dieser Patentschrift wird zum Problem der diskontinuierlichen Bewegungsübertragung ausgeführt, dass sich ein sehr genaues Anhalten der beweglichen Teile von Schaltvorrichtungen mit einer in ein Sperrad einfallenden Klinke erreichen lässt, wozu aber verwickelte Steuereiniichtungen erforderlich sind. Um Schlagwirkungen zu vermeiden, wird zusätzlich - eine Rutschkupplung eingebaut, die jeweils beim Anhalten die lebendige Kraft bewegter Antriebsmassen verzehrt.
Gegenstand der Erfindung Ist eine Einrichtung zur Umsetzung einer im wesentlichen kontinuierlichen Verstellbewegung einesAntriebes in eine diskontinuierliche Nachstellbewegung eines Abtriebes, vorzugweise zur schrittweisenEinstellung vonAnzeigegeräten, Zählwerken od. dgl., insbesondere von Messwertgebern von Wasserstandsfemmesseinrichtungen, deren Vorteil vor allem in einem wesentlich geringeren Kraftaufwand zu ihrer Verstellung besteht, da Rutschkupplungen od. dgl. Elemente, die Reibungsverluste verursachen, vermieden werden.
Für Wasserstandsfemmesseinrichtungen ergibt sich hiedurch der Vorteil, dass mit kleineren Schwimmern das Auslangen gefunden wird, was einen kleineren Schleppfehler und damit eine grössere Messgenauigkeit zur Folge hat. Überdies werden auch jegliche Gangverluste vermieden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb mit einer elektromagnetisch betätigbaren oder elektromagnetischen, nur vorbestimmte Stellungen des Abtriebes zulassenden Rasteinrichtung ausgestattet ist, dass Antrieb und Abtrieb über mindestens eine Mitnehmerfeder gekuppelt sind und dass eine bei einer vorbestimmten Stellungsdifferenz zwischen Antrieb und Abtrieb betätigte Kontakteinrichtung vorhanden ist, die den Stromkreis zum Lösen der Rasteinrichtung steuert.
Die Verwendung einer Kontakteinrichtung zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb, die zur Steuerung der Nachstellung des Abtriebes mit Hilfe eines eigenen Hilfsantriebes dient, ist durch die österr. Pa- tentschrift Nr. 202635 bekannt. Bei dieser bekannten Nachstelleinrichtung soll jedoch im Gegensatz zur Erfindung eine möglichst genaue, d. h. eine möglichst kontinuierliche Einstellung des Abtriebes erzielt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es handelt sich hiebei um Einrichtungen für Messwertgeber von Wasserstandsfernmesseinrichtungen, die zur Umsetzung der von einem Schwimmer ausgeübten Verstellbewegung in eine schrittweise Nachstellbewegung des Messwertgebers dienen. Fig. l zeigt eine erfindungsgemässe Einrichtung mit einer mechanisch wirksamen Rastvorrichtung, während in Fig. 2 eine magnetisch wirksame Rastvorrichtung dargestellt ist.
Der in der Zeichnung nicht dargestellte Schwimmer hängt an einer geschlossenen Kette, die über ein ebenfalls nicht dargestelltes Kettenrad geführt ist, derart, dass beim Heben und Senken des zu messenden Wasserspiegels das Kettenrad durch den Schwimmer in der einen oder in der andern Richtung verstellt wird. Das Kettenrad sitzt auf der mit 1 bezeichneten Antriebswelle, die mit der zum Messwertgeber führendenAbtriebswelle 2 durch eine aus den beiden Kontaktträgern 3,4, dem Mitnehmerstift 5 und den Mitnehmerfedern 6,7 bestehende Kontaktvorrichtung verbunden ist.
Zur Kontaktvorrichtung gehörend, jedoch an der Bewegungsübertragung im wesentlichen unbeteiligt, sind die am Kontaktträger 4 angeordneten Kon- taktstücke 8 und 9 ; bei Verdrehung der Kontaktträger 3 und 4 gegeneinander stellt der ebenfalls als Kon- taktstuck ausgebildete Mitnehmerstift 5 je nach der Richtung der gegenseitigen Verdrehung eine leitende Verbindung entweder mit dem Kontaktstück 8 oder mit dem Kontaktstück 9 her. Hiebei wird zugleich auch eine leitende Verbindung zwischen den auf den Wellen 1 und 2 sitzenden Schleifringen 10 und 11 hergestellt.
Die zumMesswertgeber führende Abtriebswelle 2 soll nur bestimmte, im vorliegenden Fall zehn verschiedene Winkellagen einnehmen. Diesem Zweck dient bei der in Fig. l dargestellten Ausführung der Erfindung ein auf der Abtriebswelle 2 fest aufgesetztes Sperrad 12, das mittels einer Sperrklinke 13 in zehn verschiedenen Lagen festgehalten werden kann. Zum Lösen der Sperrung durch Anheben der Sperrklinke 13 gegen die Spannung ihrer Feder 14 dient eine Magnetspule 15, in deren Speisestromkreis ein Arbeitskontakt al eines Hilfsrelais A eingeschaltet ist. Das Hilfsrelais A ist zusammen mit der Kontakteinrichtung 3-11 in einen Gleichstromkreis (+-) eingeschaltet und wird dann zum Ansprechen gebracht, wenn der Mitnehmerstift 5 eines der beiden Kontaktstücke 8 oder 9 berührt.
Solange vom Schwimmer keine Kraft ausgeübt wird, halten die Mitnehmerfedern 6 und 7 den Mitnehmerstift 5 in der Mitte zwischen den beiden Kontaktstücken 8 und 9. Bei einer Änderung des Wasserstandes verdreht der Schwimmer mittels des Kettenrades denKontaktträger 3, während der Kontaktträger 4 zufolge der Sperrung des Sperrades 12 seine Lage unverändert beibehält. Dadurch wird bei einer Verdrehung des Kontaktträgers 3 je nach der Verdrehungsrichtung entweder die Mitnehmerfeder 6 oder die Mitnehmerfeder 7 gespannt, so lange, bis der Mitnehmerstift 5 den Speisestromkreis für das Hilfsrelais A schliesst, worauf durch Magnetisierung der Spule 15 die Sperrklinke 13 gehoben und dadurch das Sperrad 12 freigegeben wird.
Unter der Wirkung der gespannten Mitnehmerfeder 6 oder 7 wird nunmehr die Abtriebswelle 2 mit dem Sperrad 12 der Verdrehung der Antriebswelle 1 nachgestellt. Das Hilfsrelais A ist abfallverzögert ausgebildet, so dass sein Kontakt a noch während der Verstellung des Sperrades 12 geschlossen bleibt. Die Federenergie der Nachstellfedern 6 und 7 ist so bemessen, dass sie bei einer Verstellung von An- und Abtriebswelle um mehr als den halben Winkeides jeweiligen Nachstellwinkels ausreicht, den Kraftbedarf im Messwertgeber zu decken.
Um auch bei einem Ausfall der Hilfsstromquellen eine Weiterstellung des Messwertgebers zu erzielen, ist zusätzlich eine mechanische Kupplung zwischen den Kontaktträger vorgesehen, die durch eine Nut 16 im Kontaktträger 4 hergestellt wird, in die der am Kontaktträger 3 angebrachte Mitnehmerstift 5 hineinragt und in der er innerhalb eines bestimmten Winkels frei beweglich ist. Wenn die relative Verdrehung zwischen den beiden Kontaktträgern einen gewissen maximalen Wert erreicht hat, liegt der Mitnehmerstift an einem Ende der Nut an und nimmt den vorzugsweise aus Isoliermaterial bestehenden Kontaktträger 4 mit. Das Sperrad 12 und die Sperrklinke 13 sind so ausgebildet, dass bei Überschreiten eines maximalen Drehmomentes die Sperrung ausgelöst wird. Die hiezu erforderliche Kraft bringt der Schwimmer auf.
Bei Spannungswiederkehr wird ein allenfalls aufgetretener Schleppfehler automatisch beseitigt.
Die zur Verstellung des Messwertgebers erforderlichen Kräfte sind bei Normalbetrieb gering, da nur die üblicherweise mitMalteserkreuzfortschaltung versehenen dekadischen Nockenscheiben betätigt werden müssen.
Um ein Zurückdrehendes Kettenrades zu verhindern, wenn die Rastvorrichtung ausgelöst wird, ist es zweckmässig, die Bewegung des Kettenrades durch eine Wirbelstrombremse zu dämpfen oder es jeweils durch einen eigenen Bremsmagnet festzuhalten.
In Fig. 2 ist eine elektromagnetische Rastvorrichtung dargestellt, die das Sperrad 12 und die Rastvorrichtung 13, 14, 15 ersetzt. Sie besteht im wesentlichen aus einem im Feld eines Eisenkernes 17 drehbar angeordnetenPolrad 18 aus Weicheisen, das bei erregtem Eisenkreis in einer Vorzugslage festgehalten ist.
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Um zehn verschiedene Raststellungen der Abtriebswelle 2 zu erhalten, ist bei einem zweipoligen Polrad, das also pro volle Umdrehung zwei Raststellungen aufweist, eine Übersetzung 19, 20 zwischen der Abtriebswelle 2 und der Polachse 21 im Verhältnis 5 : 1 erforderlich.
Das Hilfsrelais A ist hier zum Unterschied von der Ausführung nach Fig. 1 mit einem Ruhekontakt a versehen, der in den Erregungsstromkreis des Eisenkreises 17 eingeschaltet ist und die Sperrung der Abtriebswelle durch Unterbrechung der Erregung des Eisenkreises auslöst.
Der Vorteil der elektromagnetischen Rastvorrichtung ist, dass bei einem Stromausfall vom Schwimmer keine zusätzlichen Kräfte aufgebracht werden müssen, da sich das Polrad im nicht erregten Eisenkreis leicht durchdrehen lässt. Die neuerliche Erregung des Eisenkreises nach einem Verstellprozess erfolgt vorteilhaft mit Zeitverzögerung, damit der Abtriebswelle Zeit bleibt, die neue Stellung einzunehmen.
Als Rotor der magnetischen Rastvorrichtung kann gegebenenfalls auch ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet verwendet werden, wobei die Stromrichtung vor jeder Weiterschaltung umgepolt wird, damit ein Drehmoment entsteht, das die Fortschaltung in die neue Einstellung unterstützt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Umsetzung einer im wesentlichen kontinuierlichen Verstellbewegung eines Antrie- bes in eine diskontinuierliche Nachstellbewegung eines Abtriebes, vorzugsweise zur schrittweisen Einstellung von Anzeigegeräten, Zählwerken od. dgl., insbesondere von Messwertgebern von Wasserstandsfernmesseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb (2) mit einer elektromagnetisch betätigbaren (Fig. 1) oder elektromagnetischen (Fig. 2), nur vorbestimmte Stellungen des Abtriebes (2) zulassenden Rasteinrichtung (12, 13 bzw.
17, 18) ausgestattet ist, dass Antrieb (1) und Abtrieb (2) über mindestens eine Mitnehmerfeder (6, 7) gekuppelt sind und dass eine bei einer vorbestimmten Stellungsdifferenz zwischen Antrieb (1) und Abtrieb (2) betätigte Kontakteinrichtung (3. 5, 8,9) vorhanden ist, die den Stromkreis zum Lösen der Rasteinrichtung (12, 13 bzw. 17, 18) steuert.