-
Vorrichtung zur- Steuerung von elektrischen Stromkreisen mit Hilfe
eines mit kleiner Verstellkraft arbeitenden bleßinstruments Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung von elektrischen Stromkreisen mit Hilfe
eines mit kleiner Verstellkraft arbeitenden Meßinstruments, insbesondere eines Federröhrenmanometers,
und eines damit gekuppelten, als Schnellschalter ausgebildeten Quecksilberkippschalters.
Das Neue besteht im wesentlichen darin, da.ß die Antriebswelle des Kippschalters
gleichachsig zur Welle des Meßinstruments gelagert und auf jeder Welle mindestens
ein Mitnehmerarm so angeordnet ist, daß bei Erreichung einer vorher bestimmten Anzeigestellung
des Meßinstruments die Antriebswelle des Schalters von der Instrumentenwelle mitgenommen
wird: Von den beiden Mitnehmerarmen ist dabei einer auf seiner Welle drehverstellbar
befestigt. Durch diese neuartige Zueinanderanordnung und Kupplung von Meßinstrument
und Kippschalter ist eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art geschaffen, die
sich durch einfache und gedrungene Bauart und damit durch geringe Raumbeanspruchung
-sowie weiterhin dadurch auszeichnet, daß der Anzeigewert, bei welchem die Schaltung
des Hilfsstromkreises erfolgt, in einfacher Weise dem jeweiligen Bedürfnis entsprechend
eingestellt werden kann. Daneben besteht noch der Vorteil, daß das Meßinstrument
je nachdem, ob die Schaltung bei einem Höchst- oder bei einem Niedrigstwert erfolgen
soll, unterhalb oder oberhalb des eingestellten Wertes unabhängig vorn Schalter
frei spielen kann.
-
Wenn es sich, z. B. bei der Steuerung; des Anlassers eines Kompressors
in Abhängigkeit vom Druck in einem Sammler, darum handelt, einen Hilfsstromkreis
bei zwei verschiedenen Anzeigewerten des Meßinstruments wechselweise zu öffnen und
zu schließen, dann werden erfindungsgemäß auf der Antriebswelle des Kippschalters
zwei drehverstellbare Arme befestigt, zwischen welchen der Mitnehmer eines auf der
Welle des Meßinstruments sitzenden Hebels eingreift. Vorteilhaft geschieht in diesem
Falle die Einleitung des Schaltvorganges nur bei Erreichung des Höchstwertes, d.
h. bei Drehung der Welle des Meßinstruments im Sinne der wachsenden Anzeige, durch
die Verstell# kraft des Meßinstruments, bei entgegengesetzter Drehung der Instrumentenwelle,
d. h. bei Erreichung des niedrigsten Wertes, dagegen durch eine besondere Feder,
die jedesmal bei der Drehung der Instrumentenwelle im Sinne der wachsenden Anzeige
gespannt wird. Das hat den Vorteil, daß die Anzeige des Meßinstruments nicht auf
die zwischen den beiden Grenzstellungen liegenden Werte beschränkt ist, der Zeiger
des Meßinstruments vielmehr bis auf Null zurückgehen kann.
-
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes,
und
zwar zeigt sie einen mit einem Federröhrenmanometer'vereinigten Quecksüberkippsebalter
zum wechselweisen Öffnen und Schließen des Hilfsstromkreises eines selbsttätigen
Anlassers für den Antriebsmotor eines Kompressors in Abhängigkeit vom Druck in dem
vom Kompressor gespeisten Sammler. Dabei zeigen: Abb. i eine schaubildliche Vorderansicht
von Federmanometer und Quecksüberkippschalter, Abb. 2 eine Seitenansicht mit Schnitt
durch das Gehäuse des Manometers, Abb.3 bis 5 eine Einzelheit, nämlich einen Teil
der Einstellvorrichtung für Höchst-und Niedrigstdruck in Seitenansicht mit teilweisem
Schnitt, in Vorderansicht und in Ansicht von oben mit teilweisem Schnitt.
-
A ist ein. mit einem Drucksammler verbundenes Federröhrenmanometer
bekannter Art, dessen Federröhre i unter Vermittlung eines Zahnbogens 2 und eines
Ritzels 3 eine Welle q.. dreht, die einen auf der Skala 5 des Zifferblatts 6 spielenden
Zeiger 7 trägt. B ist ein Quecksilberkippschalter von ebenfalls an sich bekannter
Art mit der eine kleine Quecksilbermenge 8 enthaltenden Gl.äsröhre 9, in deren Wandungen
zwei an die Leiter i o, i i des Hilfsstromkreises angeschlossene Kontakte 12, 13
eingeschmolzen sind, die durch Verschiebung des Quecksilbers 8 "miteinander verbunden
oder voneinander getrennt werden können. Die Glasröhre 9 ist, wie üblich, auf einer
um eine wagerechte Achse i q. kippbaren Platte 15 befestigt, die durch Kurbelstange
16 und Kurbel 17 mit einer Antriebswelle 18 gekuppelt ist. An der Kurbel 17 greifen
dabei, wie ebenfalls bekannt, eine mit einem Querschlitz zum Durchtritt der Welle
18 versehene Zugstange i9 und an dieser wiederum eine Feder 2o an. Letztere ist
auf der dem Kurbelarm i7 entgegengesietzten Seite der Welle 18 an einem Festpunkt
21 befestigt; sie dient einerseits zur Erzielung einer Schnellschaltung, anderseits
dazu, den Schalter in der einen oder anderen Stellung zu halten. Die Anordnung von
Kurbel 17. und Zugstange i 9 ist zu diesem 'Zwecke derart, daß diese beiden Teile
zusammen einen Kniehebel bilden, der in der Ein- und Ausschaltstellung des Kippschalters
geknickt ist und dann entweder oberhalb oder unterhalb der Streck- oder Totpunktläge
sich befindet. Wird .also die Kurbel i7_ durch Drehung der Welle 18 aus der jeweiligen
Ruhestellung heraus und nach der anderen Seite etwas über die Totpunktlage hinausgedreht
und dadurch die Kippbewegung des Schalters eingeleitet, dann wird diese Bewegung
durch die Feder 2o augenblicklich beendet.
-
-Der Quecksilberkippschalter B ist hinter dem Federmanometer A so
angeordnet, daß seine Antriebswelle 18 gleichachsig zur Zeigerwelle q. des. Manometers.
liegt. Auf dem vorderen Ende der Antriebswelle 18 des Schalters sind zwei Hebelarme
22, 23 drehverstellbar befestigt, zwischen welche eine Mitnehmernase 24 eingreift,
die an einem auf denn hinteren Ende der Zeigerwelle q. sitzen-` den- Hebel'-i5 sich
befindet. Dieser Hebel 25 ist um die Zeigerwelle lose drehbar, und er steht unter
Wirkung einer an der Welle q. befestigten kleinen Spiralfeder 2 6 (Abt. 2), welche
bes*eb@t ist, den Hebel stets entgegen der Pfeilrichtung x (Abt. i) zu drehen. Vor
dem Hebel 25 ist auf der Zeigerwelle q. ein zweiter, ebenfalls, mit einem Mitnehmer
27 versehener Hebel 28 angeordnet, der aber auf der Welle q. starr befestigt isst.
Der Mitnehmer 27 des Hebels, 28 befindet sich auf der in Abb. i linken Seite des,
Hebels 25, so daß er bei Drehung der Welle q. im Sinne einer wachsenden Anzeige
(Pfeil x), d. h. bei steigendem Druck in dem mit dem Manometer verbundenen Sammler,
auf den Hebel 2,5 trifft und diesen dann entgegen der Feder 26 drehen kann.
Hierbei trifft der Mitnehmer 24 des. Hebels 25 nach einer gewissen Winkeldrehung
auf den Hebel 22, wodurch die Antriebswvelle 18 des Schalters in der Pfeilrichtung
x ebenfalls mitgenommen und so die Umschaltung des Kippschalters:B eingeleitet wird.
Sobald hierbei der von der Kurbel 17. und der Stange i9 gebildete Winkelhebel etwas,
über seine Totpunktlage hinaus. nach oben gedreht ist,. wird die Welle 18 unabhängig
von der Zeigerwelle q. durch die Feder 20 plötzlich in die der Ausgangsstellung
entgegengesetzte Endstellung gedreht. Dadurch kippt der Schalter B in die Ausschaltstellung,
wobei die sich nach rechts verschiebende Quecksilbermenge 8 den Hilfsstromkreis
an den Kontakten 12, 13 augenblicklich unterbricht. Dreht sich nun infolge sinkenden
Druckes im Sammler die Zeigerwelle q. im entgegengesetzten Sinne wie vorher, dann
folgt der federbelastete Hebel 25 dem an der Welle q. festen Hebel 28; sein Mitnehmer
24 trifft dabei nach einer gewissen Winkeldrehung auf den Arm 23 und nimmt diesen
und die Antriebswelle 18 des SchaltersB entgegen dem Pfeil x mit,- wodurch die Bewegung
des Kippschalters in die Emschaltstellung eingeleitet wird, die dann durch die Feder
2o wieder augenblicklich beendet wird. Es findet somit ein wechselweises Ein- und
Ausschalten des HiHsstromkreses in Abhängigkeit vom Manometerstand statt, und zwar
wird der Hilfsstromkreis bei Erreichung eines durch die Stellung des Hebelarmes
22 gegebenen Höchstdrucks geöffnet, bei Erreichung eines durch die Stellung
des
Armes 23 gegebenen Niedrigstdrucks dagegen wieder geschlossen, was in bekannter
Weise das Stillnetzen und Wiederanlassen des den Drucksammler speisenden Kompressors
zur Folge hat.
-
Die beiden Druckgrenzen, bei welchen die Schaltungen erfolgen sollen,
können durch Verstellung der Arme 22 und 23 auf der Welle 18 beliebig eingestellt
werden. Damit diese Einstellung von vorn aus und an Hand der Skala 5 des Zifferblatts
6 erfolgen kann, ist folgende Einrichtung vorgesehen. Die Feststellung der beiden
Hebel auf der Schalterweile geschieht mit je einer Klemmschraube; 29, 3o, die in
einer- Längsbohrung des zuge-
hörigen Hebels verschraubbar -- ist. Jede Schraube
29, 3o ist durch einen auf der Zeichnung nicht sichtbaren kleinen Winkeltrieb, z.
B. ein Schneckengetriebe, mit einer Welle 31, 32 verbunden, die am Kopfende
des zugehörigen Hebels 22, 23 parallel zu den beiden Wellen 4,18 gelagert ist. Die
nach vorn frei tragenden Wellen 31, 32 sind durch einen Bogenschlitz der
Rückwand des Manometergehäuses 33 in letzteres eingeführt und endigen -dicht hinter
dem Zifferblatt 6 des Manometers. In einem Bogenschlitz 35 des Zifferblatts sind
dabei zwei Verlängerungsstücke 36, 37 für die Wellen 34 32 angeordnet, die in dem
Bogenschlitz 35 einerseits in Richtung ihrer Achse und anderseits, quer dazu, d.
h. in Richtung des Schlitzes, verschiebbar sind. Die Verlängerungsstücke 36, 37
sind am vorderen Ende mit einem als Handhabe dienenden Knopf 38 und am rückwärtigen
Ende mit einer innen vierkantigen Muffe 39 versehen, die auf das vierkantig gestaltete
vordere Ende 40 der Wellen 34 32 paßt. Sie stehen unter Wirkung einer zwischen dem
Knopf 40 und dem Zifferblatt 6 angeordneten Schraubenfeder 44 welche die Verlängerungsstücke
stets in ihre vordere Endlage drücken, in welcher sich die beiden Wellen
31, 32 unabhängig von den Verlängerungen 36, 37 bewegen .können. Werden die
Wellenverlängerungen 36, 37 dagegen nach hinten verschoben, dann kuppeln sie sich
mit den Wellen 31, 32, und es ist nunmehr möglich, die letzteren mit Hilfe
der Knöpfe 38 sowohl zu drehen als auch in Richtung des Bogenschlitzes 35 nach links
oder rechts zu bewegen. Die Federn 41 dienen ferner dazu, die Wellenverlängerungen
36, 37= gegen unbeabsichtigte Verschiebung im Bogenschlitz 35 des Zifferblatts zusichern.
Zu dem 'Zwecke ist zwischen dem hinteren Ende einer jeden Feder 41 und dem Zifferblatt
6 ein aus einer kleinen Blechplatte bestehender Schlitten 42 angeordnet, der als
Wellenlager und gleichzeitig als Bremsschuh dient und der durch die Feder 41 gegen.das
Zifferblatt 6 gepreßt wird. Die Schlitten 42 tragen entlich kleine Zeiger 44, die
mit der Skala 5 des Zifferblatts 6 zusammenwirken. Damit die Verlängerungsstücke
36, 3 7 die Bewegung des Zeigers 7 des Manometers nicht behindern, ist das
Zifferblatt 6 des letzteren an der Stelle, wo sich der Bogenschlitz 35 befindet,
mit einer rinnenförmigen Vertiefung 43 versehen, -in welcher die Wellenverlängerungen
versenkt liegen.
-
Vor jeder Neueinstellung der beiden Arme 22, 23 auf der Welle r8 muß
der Schalter B in seine Mittelstellung gebracht werden, was in einfachster Weise
mit Hilfe der einen oder anderen Wellenverlängerung 31, 32 geschehen kann.
Beispielsweise wird bei der gezeichneten Einschaltstellung des Schalters die zur
Zeit an der 'Zahl 4 der Skala 5 stehende Wellenverlängerung 37 zunächst durch Verschiebung
nach links der Welle 32 gegenübergestellt und dann durch Druck auf den Knopf 38
mit dieser Welle gekuppelt. Hierauf bewegt man den Knopf und damit die Welle 32
so weit nach links, bis durch die gleichzeitige Drehung der SehalterwelJe 18 der
von der Kurbel 17 und der Zugstange r9 gebildete Kniehebel seine Totpunktlage
einnimmt. Diese Lage ist erreicht, sobald die Wellenverlängerung 37 sich wieder
in ihrer ursprünglichen Stellung, nämlich bei der Zahl 4 der Skala befindet. Während
man nun den Schalter B an der Wellenverlängerung 37 in der Einschaltstellung festhält,
kann mit Hilfe der Welle 31 die Einstellung des Armes 22 erfolgen. Zu dem Zwecke
wird die Verlängerung 36 durch Druck auf ihren I£nopf mit der Welle- 3 r gekuppelt
und letztere dann im Sinne der Lösung der Klemmschraube 29 gedreht. Sobald dadurch
der Hebel 22 von der Welle 18 entkuppelt ist, kann er durch Verschiebung des Verlängerungsstücks
36 nach links oder rechts beliebig eingestellt werden, wobei der jeweis eingestellte
Höchstdruck an der Skala 5 abgelesen werden kann. Durch Drehung der Welle 3 r im
entgegengesetzten Sinne wie vorher wird die hlemrnschraube 29 dann wieder angezogen
und der Hebel 22 mit der Welle 18 erneut starr gekuppelt. Nunmehr wird der Schalter
R unter Vermittlung des Armes 22 und der Welle 31 durch das Verlängerungsstück 36
festgehalten, worauf in der gleichen- Weise wie eben beschrieben die Neueinstellung
des Armes 23 vorgenommen werden kann. Ist die Einstellung beider Arme beendet, dann
werden durch Loslassen der Knöpfe 38 die Verlängerungsstücke 36, 37. von den Wellen
34 32 entkuppelt. Der Schalter D wird dadurch wieder zur Schaltung freigegeben,
wohingegen die Verlängerungsstücke in ihrer Stellung im Bogenschlitz
35
stehenbleiben und so den jeweils eingestellten Höchst- und Niedrigstdruck anzeigen.
-
Bei Einteilung der Skala 5 des Zifferblatts 6 muß natürlich außer
der Federkraft der Meßröhre i auch die Kraft der den Hebel 25 belastenden Feder
26 berücksichtigt werden. Da die Kraft dieser Feder vom, Meßdruck aber erst dann
überwunden zu werden braucht, wenn der Mitnehmer 27 des Hebels a8 den Hebel 25 mitnimmt,
und das ist nur bei einem oberhalb des jeweils engestellten Niedrigstdrucks liegenden
Druck in
dem mit dem Manometer A verbundenen Sammler der Fall, so zeigt der
Zeiger 7 nur oberhalb des jeweils eingestellten Niedrigstdrucks die richtigen Werte
an, während die unterhalb des Niedrigstdrucks angezeigten Werte nur annähernd richtig
sind. Das schadet aber nichts, weil die Hauptaufgabe des Manometers A in der Umsteuerung
des Schalters B besteht, diese Umsteuerung aber genau bei den eingestellten Drücken
erfolgt. Wird eine genaue Ablesung 'auch der unterhalb des eingestellten Niedrigstdrucks
liegenden Drücke! im Sammler gewünscht, so kann diese Ablesung an dem regelmäßig
unmittelbar - am Sammler angebrachten besonderen Manometer erfolgen.
-
Der Schalter B und seine Antriebsvorrichtung isst von einem an das
Gehäuse 33 des Manometers angebauten Gehäuse umschlossen, das auf der Zeichnung
der Einfachheithalber nicht mit dargestellt ist. Da das Gehäuse bei Einstellung
der Arme 22, 23 nicht geöffnet zu werden braucht, kann es allseitig vollkommen abgeschlossen
sein, so daß unbefugte Eingriffe und damit Beschädigungen des Schalters vermieden
sind.
-
Natürlich sind im Rahmen der Erfindung mancherlei Abänderungen des
gezeichneten Beispiels sowie auch andere Ausführungen möglich. Wenn darauf verzichtet
wird, daß das Manometer auch noch die jeweils unterhalb des eingestellten Niedrigstdrucks
liegenden Werte anzeigt, dann kann die Vorrichtung dadurch vereinfacht werden, daß
der auf der Zeigerwelle 4 feste Hebel 28 mit seinem Mitnehmer 27 unmittelbar
zwischen die beiden Hebel 22, 23 der Schalterwelle eingreift. Der lose drehbare
Hebel 25 mit Feder 26 fällt dann fort. Die Vorrichtung könnte ferner so eingerichtet
sein, daß der Schalter B nur in einem Schaltsinne, beispielsweise im Sinne des Schließens
des Hilfsstromkreises durch das Manometer A, beeinflußt wird, während die umgekehrte
Bewegung des Schalters von Hand oder durch eine andere, -z. B. die vom Hilfisstromkreis
gesteuerte Vorrichtung eingeleitet wird. In diesem Falle braucht auf jeder der beiden
Wellen q. und 18 nur ein Mitnehmerhebel vorgesehen zu sein, von welchen einer auf
seiner Welle drehverstellbar ist. Eine weitere Vereinfachungsmöglichkeit besteht
darin" daß die im Bogenschlitz 35 des Zifferblatts geführten Verlängerungsstücke
36, 37 unter Fortfall der Federn 41 und der Kupplungsteile 39, 40 mit den Wellen
31, 32 ein Stück bilden, oder mit anderen Worten, daß die Wellen 31, 32 unmittelbar
bis auf die Vorderseite des Ziffernblatts 6 geführt und hier mit den Knöpfen oder
Handgriffen 38 versehen sind. In diesem Falle kann jedoch die jeweilige Einstellung
der Arme 22, 23 bzw. des Höchst- und Niedrigstdrucks nicht jederzeit abgelesen werden.
Schließlich könnte die Drehverstellung der Arme 22, 23 auch in einer anderen als
der beschriebenen Weise erfolgen. Die Erfindung kann außer bei Federmanometern auch
bei anderen Meßinstrumenten, z. B. Strom- und Spannungsmessern sowie Wärmemessern
o. dgl., angewendet werden. In jedem Falle kann der Schalter statt wie gezeichnet
einpolig auch zwei- oder dreipolig sein, um ihn unmittelbar zur Steuerung von Hilfsmotoren
verwenden zu können.