DE1548758C - Vorrichtung zum beruhrungslosen Grenz wertabgriff bei elektrischen Zei gerinstrumenten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum be- Fig. 6 eine Draufsicht auf ein zweites Ausrührungslosen Grenzwertabgriff bei elektrischen führungsbeispiel, wobei ebenfalls die Gehäuseober-Zeigerinstrumenten mit einer mit einem beweglichen seite weggeschnitten ist,

Organ eines Drehspulgalvanometers verbundenen F i g. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in

Blende, die mit einer aus einer Lichtquelle und 5 F i g. 6,

einem photoelektrischen Bauelement bestehenden F i g. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in

Lichtschranke zusammenwirkt. F i g. 6,

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art taucht F i g. 9 eine perspektivische Teilansicht der bewegeine Blende in Form einer Fahne, die mit dem be- liehen Teile des Drehspulgalvanometers in F i g. 6 weglichen Organ des Meßgeräts verbunden ist, in io und

die Lichtschranke ein, wodurch der veränderte F i g. 10 eine spezielle Ausbildung einer die Licht-

Leitungsmechanismus des photoelektrischen Bau- schranke steuernden Seitenkante des Blendenbereichs, elements eine elektrische Auswertung des Grenzwert- Das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Drehspulabgriffs ermöglicht. Bei diesen bekannten Zeiger- galvanometer hat ein Gehäuse 13 und eine Skala 15, instrumenten ist in einigen Fällen die Blende nahe 15 die durch ein an der vorderen Stirnfläche des Geder Drehachse des beweglichen Organs angeordnet, häuses vorgesehenes Fenster ablesbar ist. Der Zeiger wodurch jedoch die Meßgenauigkeit beim Grenzwert- 17 hat eine abgewinkelte Zeigerspitze 16 und kann abgriff nicht sehr groß ist, weil die Abtasteinheit mit aus einem Aluminiumröhrchen oder aus Kunststoff der Lichtquelle und dem photoelektrischen Bau- bestehen. Der Zeiger 17 ist um eine Drehachse 18 element in einem größeren Abstand von der Blende 20 verschwenkbar, zu der die Skala 15 konzentrisch anangeordnet ist. Wenn andererseits die Blende in geordnet ist.

einem größeren Abstand von der Drehachse ange- Der Zeiger 17 ist im Bereich der Drehachse 18 an

ordnet wird, ergeben sich Schwierigkeiten durch Un- einer Scheibe 24 befestigt, auf der in an sich bewuchtprobleme. kannter Weise gedruckte Windungen 25 (F i g. 5) als

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vor- 25 Flachspule ausgebildet sind. Die Scheibe 24 ist an richtung der eingangs genannten Art derart auszu- einer Stummelwelle 23 drehbar gelagert. Die zweckbilden, daß die Blende die Ansprechempfindlichkeit mäßigerweise auf beiden Seiten der Scheibe vorge- und Meßgenauigkeit möglichst nicht beeinträchtigt sehenen Windungen der Flachspule stehen zur Strom- und keine zusätzlichen Unwuchtprobleme bedingt. zufuhr mit einer oberen und einer unteren Haar-

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum 30 nadelfeder 26 bzw. 27 (F i g. 3 und 4) in Verbindung, berührungslosen Grenzwertabgriff bei elektrischen Eine Justierschraube 30 greift an einem Stellarm 29 Zeigerinstrumenten mit einer mit einem beweglichen an, welcher um die Drehachse 18 verschwenkbar ist. Organ eines Drehspulgalvanometers verbundenen Unter der Scheibe 24 ist ein ringförmiger Magnet

Blende, die mit einer aus einer Lichtquelle und einem 35 angeordnet. Das obere und das untere Ende der photoelektrischen Bauelement bestehenden Licht- 35 Stummelwelle 23 sind in einjustierbaren Edelsteinschranke zusammenwirkt, erfindungsgemäß dadurch lagern 36 bzw. 37 gelagert.

gelöst/daß die Spule des Galvanometers als Flach- Zum Auswuchten der Einheit aus der Scheibe24

spule mit gedruckten Windungen ausgebildet ist, daß mit dem Zeiger 17 sind in an sich bekannter Weise die Flachspule eine Scheibe ist, auf der die Windun- Ausgleichsgewichte zum Feinausgleich vorgesehen, gen aufgebracht sind, und daß die Scheibe einen 40 die in Form von verstellbaren Schraubenfedern 43 über den eigentlichen Umfang der Scheibe hinaus- von Armen 42 getragen werden. ₉

gehenden, mit der Lichtschranke zusammenwirken- Gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel der Erden Blendenbereich in radialer Erstreckung über findung hat die Scheibe 24 zwei über den eigentlichen einen bestimmten Winkelabschnitt aufweist. Umfang der Scheibe hinausgehende Blendenbereiche

Zweckmäßige Ausgestaltungen dieses Gegenstands 45 44. die steuernde Seitenkanten 41 und 45 aufweisen, der Erfindung sind in den Unteransprüchen auf- wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, ist bei diesem Ausgeführt, führungsbeispiel die obere vordere Seitenkante 45

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei be- gegen den Zeiger 17 um etwa 90° versetzt, während kannten Drehspulgalvanometern mit einem Scheiben- die untere Seitenkante. 45 in einem Winkel von etwa anker aus Aluminium anwendbar (deutsche Patent- 50 90° im entgegengesetzten Uhrzeigersinne zum Zeiger schrift 1140 643), weil der sich über den Umfang der 17 versetzt ist. Deshalb verlaufen die beiden vorderen Scheibe erstreckende Blendenbereich in einfacher Seitenkanten 45 etwa entlang einer Durchmesserlinie Weise bei der Herstellung der Scheibe ausgebildet durch die Drehachse 18 der Scheibe 24. Jeder der werden kann. beiden Blendenbereiche 44 erstreckt sich über einen

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Aus- 55 Winkelabschnitt von etwa 52°, entsprechend dem führungsbeispide soll die Erfindung näher erläutert Skalenwinkel der Skala 15. ^-werden. Es zeigt Im Bewegungsbereich der Seitenkanten der beiden

F i g. 1 eine Drauf sieht auf ein erstes Ausführungsbei- Blendenbereiche 44 sind zwei Abtasteinheiten 46 anspiel, wobei die Gehäuseoberseite weggeschnitten ist, geordnet, durch deren Schlitz 47 der betreffende

F i g. 2 eine Stirnansicht des Drehspulgalvano- 60 Blendenbereich 44 hindurchgedreht werden kann, meters in-Fig. 1, Über dem Schlitz 47 ist in jeder Abtasteinheit 46

F i g. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in eine Lichtquelle 48 und unter dem Schlitz 47 eine Fig. 1, Photozelle49 angeordnet, wie aus Fig. 4 ersichtlich

F i g. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in ist. Die Stromzuführung für die Abtasteinheiten und Fi g. 1, 55 für den Meßstrom erfolgt über einen Steckkontakt 52

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht der be- (Fig. 1) in der Rückseite des Gehäuses 13. Zwischen w etlichen Teile des Drehspulgalvanometers in den zur Halterung des Meßwerks dienenden Platten pü. 1, ' 32 und 33 (Fig. 3) ist ein Nebenschlußwiderstand

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51 (F i g. 1) parallel zu der Spule des Galvanometers sein, welcher bei diesem Ausführungsbeispiel etwa

angeschlossen, um die tatsächlich durch die Spule 90° beträgt, so daß der Schwenkbereich der beiden

fließende Stromstärke zu verringern. Abtasteinheiten etwa 270° beträgt. Jeder Abtast-

Die Abtasteinheiten 46 sind verschwenkbar ange- einstellzeiger kann den Skalenwinkel von 90° überordnet. Die linke Abtasteinheit 46 ist an einem im 5 schwenken, ohne daß dadurch die Einstellung des Gehäuse drehbar gelagerten Tragarm 53 befestigt, anderen gestört wird.

mit dem ein Grenzwertstelizeiger 54 verbunden ist, Der Blendenbereich 104 ist ebenfalls einstückig

dessen Zeigerspitze 55 über die Skala 15 ragt. mit der Scheibe 84 ausgebildet und nimmt etwa die

Die rechte Abtasteinheit 46 (in F i g. 5) ist in ent- Hälfte deren Umfangs zwischen zwei radialen Seitensprechender Weise an einem Tragarm 56 befestigt, io kanten 105 ein. Die Scheibe 84 hat einen Radius R an dem ebenfalls ein Grenzwerteinstellzeiger 57 mit bzw. einen Radius R + V im Bereich des Blendeneiner Zeigerspitze 58 angeordnet ist. Die Grenzwert- bereichs 104 (F i g. 9). Der Radius R ist nur so groß, einstellzeiger 54, 57 liegen zwischen dem Boden 60 daß das Licht von der betreffenden Lichtquelle zu des Gehäuses 13 und einer darüber angeordneten dem photoelektrischen Bauelement gelangen kann, Platte 59. Die Grenzwerteinstellzeiger stehen im 15 während der Radius i? + F des Blendenbereichs 104 Reibungseingriff mit einer Platte 62 und dem Boden so groß ist, daß eine Unterbrechung des Strahlen-60, dort wo sie aus dem Gehäuse 13 durch einen gangs gewährleistet ist. Durch entsprechende EinSchlitz herausgeführt sind, welche Platte 62 aus stellung der Abtasteinheiten 106 wirken diese Teile einem Kunststoff mit niedriger Reibung besteht, mit den Abtasteinstellzeigern so zusammen, daß der damit die Grenzwerteinstellzeiger in eine bestimmte 20 betreffende Grenzwert auf der Skala angezeigt wird. Lage leicht einstellbar sind. Die anderen Enden der Die elektrische Schalteinrichtung für den Grenzwert-Grenzwerteinstellzeiger sind durch eine Nabe 64 ver- abgriff kann so gewählt sein, daß entweder eingeschwenkbar angeordnet, deren Achse mit der Dreh- schaltet oder ausgeschaltet wird, wenn der Zeiger 77 achse 18 zusammenfällt. Auch hier sind Scheiben 66 zwischen den eingestellten Grenzwerten liegt,
aus einem Kunststoff mit niedriger Reibung einge- 25 Bei dem Ausführungsbeispiel in den F i g. 6 bis 9 legt, um eine leichte Verstellung zu ermöglichen. ist normalerweise abgeschaltet, weil der Blenden-

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist bereich 104 den Strahlengang in beiden Abtastin den F i g. 6 bis 9 dargestellt, welche ein von der einheiten 106 unterbricht, wenn der Zeiger 77 zwi-Oberseite her ablesbares Drehspulgalvanometer 72 sehen den Grenzwerteinstellzeigern 113, 118 liegt, zeigen, dessen Zeiger 77 sich um eine Drehachse 78 30 Wenn einer der Lichtstrahlen das photoelektrische über einen Skalenbereich mit einem Winkel von etwa Bauelement erreicht, zeigt dies an, daß der Zeiger 77 90° drehen kann. Dieses Drehspulgalvanometer ist über den entsprechenden Grenzwert auf der Skala ähnlich wie das in den F i g. 1 bis 5 dargestellte aus- ausgewandert ist. In F i g. 6 ist der Zeiger 77 über gebildet. Die Scheibe 84 hat einen einzigen Blenden- den Grenzwerteinstellzeiger 118 ausgewandert, wobei bereich 104, der durch zwei steuernde Seitenkanten 35 der Lichtstrahl in der rechten Abtasteinheit 106 nicht 105 begrenzt ist, die mit dem Zeiger 77 jeweils einen unterbrochen ist. Der zugeordnete Abtastschaltkreis Winkel von etwa 90° einschließen. An gegenüber- zeigt dann an, daß der Zeiger 77 über die Grenzwertliegenden Seiten der Scheibe 84 sind zwei Abtast- einstellung des Grenzwerteinstellanzeigers 118 ausgeeinheiten 106 angeordnet, die jeweils einen Schlitz wandert ist.

107 aufweisen. Wie insbesondere aus F i g. 9 ersieht- 40 Bei dem in den F i g. 1 bis 5 dargestellten Auslich ist, ist die eine Abtasteinheit 106 an einem Trag- führungsbeispiel wird durch eine Stellung des Grenzarm 111 befestigt, der von einem Zahnrad 112 vor- werteinstellzeigers 57 die Seitenkante 45 des rechten ragt, an welchem ein Grenzwerteinstellzeiger 113 be- Blendenbereichs 44 durch den Lichtstrahl der rechten festigt ist, welcher auf der Skala den einen Grenzwert Abtasteinheit 46 bewegt, wodurch dieser unterfür den Zeiger 77 anzeigt. 45 brachen wird und ausgeschaltet wird, wenn der

Die zweite Abtasteinheit 106 ist an einem Trag- Zeiger 17 über den Grenzwerteinstellzeiger 57

arm 116 befestigt, der von einem Zahnrad 117 nach wandert.

oben ragt, welches ebenfalls um die Drehachse78 Fig. 10 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsdrehbar angeordnet ist und den zweiten Grenzwert- beispiel hinsichtlich des Verlaufs der steuernden einstellzeiger 118 trägt. 50 Seitenkante 105 des Blendenbereichs 104, wodurch

Das Zahnrad 112 ist durch ein Verstellzahnrad eine fortschreitende Abdeckung des zum photo-

124 an einem Kopfbolzen 126 verdrehbar. Eine ent- elektrischen Bauelement gelangenden Lichtbündels

sprechende Verstelleinrichtung mit einem Verstell- bewirkt wird, während die Steuerkante über die Ein-

zahnrad 127 greift an dem Zahnrad 117 an. trittsblende 109 des photoelektrischen Bauelements

Ein Vergleich der F i g. 5 und 9 zeigt, daß in 55 bewegt wird. Gewünschtenfalls kann ein derartiger

Fig.5 die linke Abtasteinheit46 mit dem rechten Kurvenverlauf der steuernden Seitenkante 105 ge-

Grenzwerteinstellzeiger 54 verbunden ist, während in wählt werden, daß entsprechend der Spannungs-

F i g. 9 die linke Abtasteinheit mit dem linken Grenz- charakteristik des photoelektrischen Bauelements

werteinstellzeiger 118 verbunden ist. Der Tragarm innerhalb des gesamten oder eines größeren Teils des

111 kann durch einen nach oben gebogenen, ausge- 60 Skalenwinkels eine direkte Anzeige der genauen stanzten Teil des Zahnrads 112 gebildet sein, wäh- Winkellage des Zeigers 77 möglich ist.

rend der Tragarm 116 ein aus dem Zahnrad 117 aus- Die Ausbildung der Blendenbereiche 44 bzw. 104

gestanzter Abschnitt sein kann. Um eine ausreichende an der Scheibe 24 bzw. 84 ergibt den Vorteil, daß

Schwenkbewegung zu ermöglichen, hat das Zahnrad ein sehr genauer Unwuchtausgleich der sich be-

112 eine C-förmige Aussparung 132. Um eine 65 wegenden Teile des Meßwerks bei kleinen und relative Verschwenkung entlang des gesamten Skalen- leichten elektrischen Instrumenten möglich ist. Da bereichs zu ermöglichen, müssen die Zahnräder 112 die Blendenbereiche mit der Scheibe mit dem und 117 über den ganzen Skalenwinkel verdrehbar Radius R einstückig ausgebildet sind und davon

in einem oder mehreren Bereichen jnit einem Radius R + V vorragen, kann der Schwerpunkt der aus der Scheibe und dem TLzxgzx bestehenden Einheit sehr nahe an die Drehachse 18 bzw. 78 gelegt werden, so daß eine Verlagerung des Schwerpunkts sehr genau durch die Verstellung der Ausgleichsgewichte erfolgen kann. In F i g. 9 sind die Tragarme 102 mit den Ausgleichsgewichten 103 im wesentlichen in Richtung des Zeigers 77 von dem Blendenbereich 104 wegweisend gerichtet, wodurch die Schwer-Punktsverlagerung durch die Masse des Blendenbereichs 104 ausgeglichen werden kann.

Die besonders leichte Scheibe mit einem in zentraler Lage einjustierbaren Schwerpunkt ermöglicht bei dieser einstückigen Ausbildung der Blendenbereiche sehr kurze Ansprechzeiten und sehr genau reproduzierbare Meßergebnisse, die von der Lage und der Einstellung der Grenzwerteinstellzeiger unabhängig sind. Die Grenzwerte sind entlang des gesamten Skalenbereichs einstellbar. Selbst auto- _ao matische Regelsysteme können auf diese Weise direkt geschaltet werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum berührungslosen Grenzwertabgriff bei elektrischen Zeigerinstrumenten, mit einer mit einem beweglichen Organ eines Drehspulgalvanometers verbundenen Blende, die mit einer aus einer Lichtquelle und einem photoelektrischen Bauelement bestehenden Licht- ₃„ schranke zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule des Galvanometers als Flachspule mit gedruckten Windungen ausgebildet ist, daß die Flachspule eine Scheibe (24; 84) ist, auf der die Windungen aufgebracht sind, und daß die Scheibe einen über den eigentlichen Umfang der Scheibe hinausgehenden, mit der Lichtschranke zusammenwirkenden Blendenbereich (44; 104) in radialer Erstreckung über einen bestimmten Winkelabschnitt aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei eine Lichtquelle und ein photoelektrisches Bauelement enthaltende Abtasteinheiten (46; 106) um eine mit der Drehachse der Scheibe zusammenfallende Drehachse (18; 78) schwenkbar sind und daß jede Abtasteinheit mit einem Grenzwerteinstellzeiger (54,57; 113, 118) fest verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den beiden Lichtschranken in Wirkeingriff kommende Blendenabschnitt des Blendenbereichs einen mit dem Skalenwinkel des Galvanometers übereinstimmenden Winkel aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenbereich aus zwei getrennten Teilbereichen (44) besteht, von denen jeweils einer einer Abtasteinheit (46) zugeordnet ist. ■.·:·

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Lichtschranke steuernde Seitenkante (105) des Blendenbereichs eine von der linearen, radialen Erstreckung abweichende Kurvenform aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen