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Elektrische Kontakteinrichtung für Mess- oder Regelgeräte mit einem Zeiger, dessen Arbeitswinkel bis 2700 beträgt
Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontakteinrichtung, wie sie in Verbindung mit Messeinrichtungen zur Überwachung, Regelung und Steuerung von Druckverhältnissen, Temperaturen und sonstigen Messgrössen verwendet werden. Übliche rundanzeigende Messeinrichtungen, wie Manometer, Temperaturanzeigegeräte usw. können durch Einbau einer solchen Kontakteinrichtung in eine Messeinrichtung mit elektrischen Stellungsgebern verwandelt werden.
Bekannte Kontakteinrichtungen dieser Art arbeiten mit Schleichschaltung oder mit Magnet-Springschaltung oder sind als Quecksilber-Ringrohrschalter ausgebildet.
Derartige Ausführungen werden in vielfachen Varianten ohne wesentliche konstruktive Verbesserungen seit Jahren hergestellt. Es sind ungefähr 30 Varianten bekannt, die sich aus der Forderung nach Arbeits-oder Ruhestromkontakten, Kontakten mit magnetischer Kontaktdruckvergrösserung, korrosionsfesten Kontakten in evakuierten Quecksilberringrohren bzw. Unter- bzw. Oberwertkontakten ergeben.
Kontakteinrichtungen mit Schleich- und Springschaltung bestehen aus Stell- und Kontakthebeln mit Kontaktstiften ; bei denen der Kontakthebel mittels eines Stiftes vom Zeiger der Messeinrichtung mitgenommen wird. Für die Stromzuführung zu den Kontakten dienen Anschlussklemmen, Leiterplatten und kleine Spiralfedern. Alle diese Teile sind voneinander und gegen Masse isoliert.
Bei der Ausführung mit Springschaltung ist am Stellhebel ein einstellbarer Magnet angebracht, der infolge des Schaltens auf den Kontakthebel eine zusätzliche Kraft ausübt, die einen erhöhten Kontakt druck bewirkt. Kontakteinrichtungen mit Quecksilber-Ringrohrschaltern sind am Kontakt korrosionsgeschützt und werden besonders in explosionsgefährdeten Räumen verwendet. Es sind dabei ein oder mehrere Ringrohrschalterauf einerAchse montiert und werden mittels eines Stiftes vom Zeiger der Messeinrichtung mitgenommen. Die Stromzuführung erfolgt ebenfalls über Anschlussklemmen und Spiralfedern, die ebenfalls voneinander und gegen Masse isoliert sind.
Die bekannten Kontakteinrichtungen weisen folgende Mängel auf :
1. Die meisten Kontakteinrichtungen mit Schleich-und Springschaltung haben offene Kontakte und somit keinen Korrosionsschutz. Sie sind somit in explosionsgefährdeten Räumen nicht anwendbar.
2. Da die an die Kontakteinrichtungen gestellten Forderungen durch verschiedenste Bauweisen (Schleich-, Spring- und Ringrohrschalter) gelöst sind, ist eine hohe Typenzahl benötigt, die die Herstellung sehr erschwert.
3. Bereits bei der Montage muss entschieden werden, ob Arbeits- oder Ruhestromkontakte einzubauen sind. Dadurch ergeben sich viele unterschiedliche Kontakthebelformen, wodurch eine Standardisierung der Einzelteile kaum möglich ist.
4. Besonders bei Schleichschaltungen ist eine starke Störanfälligkeit durch Erschütterungen und Beschleunigungen infolge der grossen Masse der Kontakthebel vorhanden. Dadurch tritt häufig ein Flattern der angeschalteten Schaltgeräte auf.
5. Die offenen Kontakte bei Schlich- un Springschaltung unterliegen ausser der Korrosion infolge des Schaltens in Luft ständigem Abbrand.
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6. Bei wirksamen Springschaltungen tritt ein relativ hohes rückwirkendes Störmoment auf, welches die Schaltgenauigkeit beeinflusst.
7. Zur Vermeidung der Oxydation der Kontakte sind vielfach Edelmetalle verwendet, wodurch eine Verteuerung des Gerätes auftritt.
8. Die Stromzuführung erfolgt über sehr empfindliche Spiralfedern mit kleinem Querschnitt. Bei Überlastung glühen diese aus bzw. verbrennen.
9. Die Isolation der Stromzuführungsfedern sowie der sonstigen stromzuführenden Teile erfordert einen erheblichen Aufwand.
10. Quecksilber-Ringrohrschalter haben ein hohes Gewicht, was eine hohe Lagerreibung bewirkt. Sie sind stossempfindlich und lagenabhängig.
11. Der Einbau von Kontakteinrichtungen mit Spring-und Ringrohrschalter ist bisher nur in Messeinrichtungen mit einem Nenndurchmesser von d = 150 mm möglich.
12. Die verschiedenartige Kontaktbestückung erfordert unterschiedliche Bauhöhen, die eine Standardisierung der Messeinrichtungen erschweren.
Der Erfindung, die eine elektrische Kontakteinrichtung für Mess- oder Regelgeräte mit einem Zeiger, dessen Arbeitswinkel bis 2700 beträgt, mit einer unabhängig von der Zeigerachse gelagerten zweiten Achse, die mit Schaltern versehene Stellhebel und Schalthebel, die mittels eines Stiftes vom Zeiger der Messeinrichtung verschwenkt werden, trägt, betrifft, liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Nachteile zu vermeiden, insbesondere eine Typenbeschränkung und Standardisierung zu ermöglichen und den Anwendungsbereich der Geräte zu erweitern.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass als Schalter Magnetschalter mit Ruhe- und Arbeitsstromkontakten vorgesehen sind, die sich in einem evakuierten bzw. mit Schutzgas gefüllten Gehäuse befinden, und dass die Schalthebel Permanentmagnete tragen, durch deren Annäherung an das Magnetschaltergehäuse die Schaltkontakte betätigt werden.
Vorzugsweise stehen die Schalthebel unter der Wirkung von Rückstellfedern und weisen einen zweiten Arm auf, der ein mit einem Exzenter verstellbares Ausgleichsgewicht trägt. Vorzugsweise ist der Arbeitshub der Schalthebel durch Anlage des Magneten am Schalter begrenzt.
Von einer Grundausführung ausgehend sollen die erforderlichen Ausbildungsformen abgeleitet wer-
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Um einen absoluten Korrosionsschutz zu erreichen, ist nicht nur der Einsatz von Edelmetallen als Kontaktmaterial erforderlich, sondern es ist auch der Raum, in dem die Schaltung vorgenommen wird, von aggressiven Medien freizuhalten. Erfindungsgemäss sind deshalb keine offenen Kontakte mehr vorgesehen, sondern ein bereits in Vorschlag gebrachter Magnetschalter, der in einem evakuierten bzw. mit Schutzgas gefüllten Gehäuse untergebracht ist. Die Betätigung der Schalter erfolgt, wie schon ausgeführt, mittels Permanentmagneten.
Um in Kontakteinrichtungen für rundanzeigende Messeinrichtungen eingesetzt werden zu können, dürfen bestimmte Abmessungen nicht überschritten werden. Es ist nämlich nur eine sehr kleine Betätigungs-
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Während die bisherigen Kontakteinrichtungen von vornherein Ruhe- und bzw. oder Arbeitsstromkontakte enthielten, ist erfindungsgemäss durch die Anwendung des Magnetschalters ein Umschaltkontakt, der Ruhe- und Arbeitsstromkontakte in sich vereinigt, vorgesehen. Dadurch werden eine Typeneinschränkung und neue Schaltmöglichkeiten ermöglicht. So ist z. B. von besonderem Vorteil, dass bereits mit nur einem Schalter, bei dem die eine Kontaktseite als unterer und die andere Kontaktseite als oberer Grenzwert benutzt wird, eine Zweipunktregelung mit kleinstmöglicher Schaltdifferenz aufgebaut werden kann.
Es ist weiterhin vorgesehen, die bisher verwendeten, störanfälligen und eine Isolierung erfordernden Stromzuführungsfedern zu vermeiden und Einstellfedern vorzusehen, indem die Stromzuführung zu den Schaltern über flexible Drähte, die vom Schalter direkt bis zum Anschlusskasten führen, erfolgt. Insbesondere hiedurch ergibt sich neben den schon erwähnten Vorteilen eine Verbilligung des gesamten Aufbaues der Kontakteinrichtung.
Weiters ist durch die Erfindung eine weitgehende Standardisierung der Einzelteile möglich, da diese in Kontakteinrichtungen mit bis zu vier Schaltern Verwendung finden können.
Für Ausführungen mit einem Nenndurchmesser von d = 100 mm kann die Kontakteinrichtung mit einem oder zwei Schaltern und für die Ausführung mit einem Nenndurchmesser von d > 120 mit bis zu vier Schaltern ausgestattet werden.
Der grösstmögliche Stellwinkel ist ähnlich den Skalenbereichen von Messinstrumenten 2700.
Der Gegenstand der Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläu-
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tert.
Es zeigen : Fig. 1 eine Vorderansicht einer Kontakteinrichtung mit drei Schaltern und Fig. 2 eine Seitenansicht davon.
Die erfindungsgemässe Kontakteinrichtung sitzt auf einem Winkelstück 1, das mittels eines Bügels 2 auf eine Skalenscheibe 3 aufgeschraubt ist. In das Winkelstück 1 ist eine Achse 4 eingenietet, auf die auf der einen Seite Schalthebel 5 und auf der andern Seite Stellhebel 6 aufgesteckt und durch Sprengringe bzw.
Nietung gehalten sind. Die Schalthebel 5 tragen auf deren langen Hebelseite Magnete 7, welche auf der kurzen Hebelseite durch mittels Exzenter verstellbare Gewichte 8 ausgewogen sind. Weiters sind an den Schalthebeln Federn 9 angebracht, die die Schalthebel 5 in Richtung nach den Schaltern 10 verdrehen.
Die Begrenzung des Weges der Schalthebel 5 erfolgt durch Anliegen an die Schalter 10.
Die Stellhebel 6, die die Magnetschalter 10 tragen, können in gewünschten Lagen ein-und festgestellt werden. Die Magnetschalter 10 sind an ihnen mittels Klammern 11 auswechselbar befestigt. Zwischen den Stellhebeln 6 sind Scheiben 12 eingesetzt, die beim Verstellen der Stellhebel 6 deren gegenseitige Beeinflussung verhindern.
In die Stellhebel 6 sind ferner Stifte 13 eingenietet, mittels derer die Verstellung durch ein Schloss, welches in der Instrumentenscheibe beispielsweise einer Messeinrichtung angebracht ist, vorgenommen werden kann. Die Stifte 13 dienen gleichzeitig als Träger der flexiblen Stromzuführungsdrähte 14, die mittels einer Schelle 15 nachgiebig gehaltert sind. Die Stromzuführungsdrähte werden durch einen Leitungshalter 16 geführt und durch eine Klammer 17 gegen Herausfallen gesichert. Die Klammer 17 kann gleichzeitig als Leistungsschild verwendet werden.
Um die Kontakteinrichtung für grössere Nenndurchmesser als d = 100 mm verwenden zu können, werden Zeigerverlängerungen 18verwendet. In den Zeiger der Messeinrichtung ist ein Mitnehmerstift 19 eingenietet, der bei Stellungsänderung des Zeigers durch Anliegen an den Schalthebel 5 diesen betätigt, wodurch eine Schaltung erfolgt.
Auf den Mitnehmerstift 19 kann nach Bedarf eine Korrekturhülse von beliebigem Durchmesser aufgesteckt werden. Dadurch wird bei nachgiebigen Messeinrichtungen die Schaltgenauigkeit verbessert. Bei Anordnung von nur einem oder zwei Schaltern 10 wird entweder die Achse 4 verkürzt oder es werden Zwischenringe eingelegt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrische Kontakteinrichtung für Mess- oder Regelgeräte mit einem Zeiger, dessen Arbeitswinkel bis 270'beträgt, mit einer unabhängig von der Zeigerachse gelagerten zweiten Achse, die mitSchaltem versehene Stellhebel und Schalthebel, die mittels eines Stiftes vom Zeiger der Messeinrichtung verschwenkt werden, trägt, dadurch gekennzeichnet, dass als Schalter Magnetschalter (10) mit Ruhe- und Arbeitsstromkontakten vorgesehen sind, die sich in einem evakuierten bzw. mit Schutzgas gefüllten Gehäuse befinden, und dass die Schalthebel (5) Permanentmagnete (7) tragen, durch deren Annäherung an das Magnetschaltergehäuse die Schaltkontakte betätigt werden.