-
Elektrisches Empfangsgerät zur stufenweisen Bewegung eines Stellstabes
mit mehreren nacheinander an- oder abschaltbaren Elektromagneten Gegenstand der
Erfindung ist ein elektrisches Empfangsgerät zur stufenweisen Bewegung eines Stehstabes
mit mehreren an-oder abschaltbaren Elektromagneten.
-
Es ist oft erwünscht, von einer entfernt liegenden Stelle aus an einem
Empfangsgerät Zeichen, Signale oder auch Einstellbewegungen zu Regel- und Regstrierzwecken
zu Übertragen, die mittels des Gebers stufenweise nacheinander gegeben werden können.
Ein solcher Fall liegt z. B. dann vor, wenn von einem Kontalctthermomete,r mit mehreren
eingeschmolzenen Kontakten die einzelnen vom Quecksilber jeweils erreichten Stufen
an der Empfangsstelle auf einer gemeinsamen Skala angegeben oder etwa Regelvorgänge,
z. B. ein Ventil gesteuert werden sollen. Es kann auch der Fall vorliegen, daß die
Kontaktthermometer sich an verschiedenen Geberstellen befinden und jedes der Kontaktthermometer
bestimmte Temperaturstufen an einem gemeinsamen Regler oder Anzeiger steuern soll.
Die angegebenen Aufgaben sollen durch die Erfindung gelöst werden.
-
Es sind schon Vorrichtungen zum Verstellen einer Welle mit einem durch
diese betätigten Zeiger, Schreibstift u. dgl. zur Fernmeldung oder Registrierung
von Feuchtigkeitsgraden oder anderen Größen bekannt, wobei die Stell«elle durch
die Anker zweier Elektromagnete unter Vermittlung einer die Stromkreise mit den
Thermometerkontakten oder den Kontakten des Feuchtigkeitsmessers jeweils herstellenden
Kontakfvvrrichtungen gradweise bei steigender und sinkender Temperatur, Feuchtigkeit
o. dgl. in entgegengesetzter Richtung bewegt wird.
-
Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß bei nur vorübergehendem
Ausfall des-Betriebsstromes und währenddessen eintretender Änderung (z. B. der Temperatur)
am Geber der Anlage (z. B. dem Kontaktthermometer) beim Wiedereinschalten des Betriebsstromes
die Triebwelle des Empfängers (z. B. einem
Anzeiger oder Registrierwerk)
nicht mehr mit den wirklichen Werten des Gebers in ihrer Stellung übereinstimmt.
Die Anlage ist außer Tritt gefallen und zeigt nun ständig falsch an. Dies kann zu
schweren Betriebsstörungen und Verlusten Anlaß geben, auch sind derartige Vorrichtungen
dadurch zum Betrieb aus einem Starkstromversorgungsnetz gänzlich ungeeignet. Nach
dem Außertrittfallen muß Geber und Empfänger erst wieder übereinstimmend eingestellt
werden. Dieses wird noch erschwert, wenn beide Vorrichtungsteile weit voneinander
angeordnet sind. Ein weiterer iachteil der genannten Vorrichtungen ist der, daß
nach der Montage einer solchen Anlage Geber und Empfänger ebenfalls erst in Übereinstimmung
miteinander gebracht werden müssen.
-
Man hat die genannten Vorrichtungen weiter so ausgebildet, daß bei
sinkender Temperatur der Stromkreis eines Ruhestromrelais unterbrochen und dadurch
ein zur entsprechender Weiterschaltung notwendiger Relaisschalter unter Strom gesetzt
wird, während die der steigenden Temperatur entsprechende Weiterschaltung durch
:den bei steigender Temperatur sich schließenden Stromkreis unter Vermittlung eines
Relaisschalters erfolgt. Hierbei wird die während der Weiterschaltung infolge Stromunterbrechung
an der Kontaktvorrichtung ausgelöste erstbeschriebene Wirkung durch einen Stromunterbrecher
kompensiert.
-
Aber auch diese Vorrichtungen behalten die angeführten Nachteile unvermindert
bei. Außerdem ist die Schaltung und der mechanische Teil des Empfängers sehr verwickelt,
und es sind immer zwei getrennte Stromquellen erforderlich.
-
Die angeführten Nachteile werden bei einem Empfangsgerät der eingangs
beschriebenen Gattung dadurch vermieden, daß jeweils die vorgehend erregte Spule
den Anker der nächsten Spule in den magnetischen Wirkungsbereich der zugehörigen
Spule bringt und alle Anker -auf einen gemeinsamen Stellstab so einwirken, d.aß
dieser sich jeweils dem zuletzt wirkenden Anker entsprechend stufenweise einstellt
und die Anker bei unwirksamer zugehöriger Spule den Stellstab durch Feder- oder
Schwerkraft jeweils stufenweise in die Ausgangsstellung zurückkehren lassen.
-
Eine derartige Empfangsvorrichtung stellt sich auch nach vorübergehendem
Betriebsstromausfall selbsttätig wieder in die richtige, dem Geberstand entsprechende
Anzeige- oder Wirkstellung ein. Solche Anlagen eignen sich auch zum Betrieb aus
einem Starkstromversorgungsnetz. Eine übereinstimmende Justierung von Geber und
Empfänger ist auch nach der Montage nicht erforderlich." Ferner ist der mechanische
Teil des Empfängers verhältnismäßig einfach und die Schaltung einfach und übersichtlich.
-
Gemäß weiterer Erfindung bestehen die Anker aus einzelnen auf den
Stellstab verschiebbaren Reitern, und nur der Anker der zuletzt wirksamen Spule
ist über einen llitnehmer oder unmittelbar mit dem verschiebbaren Stellstab verbunden.
-
Durch diese Anordnung läßt sich trotz einfacher Konstruktion des Empfangsgerätes
die beabsichtigte Wirkung erzielen.
-
Soll die Anzeige an einer Kreisskala ain Empfänger erfolgen, so wird
vorgeschlagen, den Stehstab über einen Zahntrieb auf einen Drehzeiger wirken zu
lassen.
-
In der Zeichnung ist -der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen
Ausführungsform dargestellt.
-
Abb. i zeigt ein Empfangsgerät mit vier Stellstufen von vorn gesehen:
Abb.2 zeigt dasselbe von der Rückseite aus; A77. 3 zeigt einen Querschnitt A-D;
Abb. 4. zeigt einen Querschnitt C-D und die Schaltung des Empfängers für Arbeitsstromkreis:
Abb.5 zeigt schematisch die Empfängerschaltung für Ruhestrom.
-
Innerhalb des Gehäuses i aus Preßmasse sind die beiden Lager 2 und
3 durch Schrauben d., 5, 6 und 7 befestigt. Zwischen diesen Lagern 2 und 3 ist der
Stehstab S verschiebbar und gegen Verdrehen gesichert gelagert. Auf dem Stellstab
8 sind unmagnetische Reiter 9, io, i i und 12 z. B. aus Messing lose verschiebbar
angeordnet. Die Reiter sind mit den Ankerblechen 13, 1.I, 15 und 16 versehen.
An Haltewinkeln 17, 18, i9 und 20 sind die Polkerne 21, 22, 23, 2.4
aus weichem Eisen befestigt, welche die Polschuhe 25, 2 26, -26', 27, 27', 28, 28'
tragen. Die Polkerne sind mit den Magnetwicklungen 29. 30, 31
und 32 versehen.
Die so gebildeten Elektromagnete sind durch -die Schrauben 33, 3.I, 35 und 36 so
innerhalb des Gehäuses i befestigt, daß die Polabstände x, x', a-" und x"
zu den Ankern in der dargestellten Ruhelage des Stellstabes 8 untereinander verschieden
sind, und zwar so, daß !der Polabstand .fi- der Spule 29 noch im Wirkungsbereich
bei Stromschluß liegt, während der Polabstand der nächsten Spule 3o doppelt, der
nächsten Spule 31 dreifach und der letzten Spule 32 viermal so grob ist.
Ein Anschlag 37 ist an der Stange 8 befestigt, desgleichen ein weiterer in Form
eines Stiftes 38. Die Stange 8 ist mit einer Verzahnung 39 versehen, welche in ein
Zahnrad 4.o eingreift. Das Zahnrad ,Io sitzt auf der Zeigerwelle .Ii, die im Gehäuse
i und im Skalendeckel 4.2 elagert ist. Der auf der Zeiger-Z,
welle
41 sitzende Zeiger ist mit 43, die Befestigungsschrauben für den Deckel 42 sind
mit 44 und die Glasscheibe ist mit 45 bezeicbnet. Damit der Stellstab 8 immer in
der Ruhelage (bei stromlosen Spulen!) gehalten wird bzw. in die Ruhelage zurückkehrt,
ist er mit einem Gewicht 46 versehen oder durch eine Zugfeder 47 mit einer Spannschraube
48 verbunden, welche im Gehäuse i befestigt ist. Eine Skala für -den Zeiger 43 ist
mit 49 bezeichnet. Das Gehäuse i ist mit Anschlußkontakten So, 51, 52, 53, 54 versehen.
Diese Kontakte sind mit den Spulen der Elektromagnete elektrisch verbunden. Die
Anschlußkontakte sind über die Leitungen 55, 56, 57, 58 und 59 mit den einzelnen
Stufenkontakten eines Kontaktthermometers 6o und einer Stromquelle 61 .elektrisch
verbunden. Die Einschmelz- bzw. Kontaktstellen am Thermometer 6o sind mit 56'; 57',
58' 59' und 62' bezeichnet, letztere führt über die Leitung 62 zum anderen Pol der
Stromquelle 61. Im Beispiel 'entspricht die Kontaktstelle 56' dem Skalenwert io°,
.die Stelle 57' dem Skal.enwert 2o°, ,die Stelle 58' dem Skalenwert 30° und die
Stelle 59' dem Skalenwert 4o° der Skala 49.
-
Die Wirkungsweise ist folgende: Solange das Quecksilber des Thermometers
6o unterhalb der Stelle 56' steht, ist die Einrichtung stromlos. Es hat keine der
Spulen 29, 30, 31, 32 den zugehörigen Anker 13, 14, 15, 16 angezogen. Die Vorrichtung
nimmt die Stellung, wie in der Abb.2 .dargestellt, ein. Beim Anstieg des Quecksilbers
im Thermometer 6o werden die eingeschmolzenen Kontaktstellen 56', 57', 58', 59'
mit der Einschmelzung 62' durch das leitende Quecksilber elektrisch verbunden, und
es treten die folgenden Stromverläufe und Wirkungen am Empfangsgerät ein: Beim Berührendes
Kontaktes 56' fließt der Strom von der Stromquelle 61 über Leitungen 55, Kontakt
So, Leitungen 63, 64, Spule 29, Leitung 65 zu Kontakt 51, über Leitung 56 zur Kontaktstelle
56', über .das Quecksilber des Thermometers 6o zur Einschmelzung 62' und Leitung
62 zum anderen Pol der Batterie 61. Hierdurch wird der Anker 16 angezogen und der
Zeiger 43 bis zur Skalenzahl io° gedreht, indem die Stange 8 samt den übrigen Ankern
durch den Anschlag 37 um den Abstand x gehoben wird. Es liegt nunmehr der Anker
i5 im Wirkungsbereich .der Spule 30. Steigt das Quecksilber im Thermometer 6o weiter
bis zur Einschmelzung 57', so fließt nunmehr auch ein Strom über die Leitungen 55,
63, 63'66 zur Spule 30 und von da über Leitung 67, Kontakt 52, Leitung 57,
Kontakt 57' über das Quecksilber des Thermometers 6o und Leitung 62 zur Batterie
61 zurück. Nunmehr wird auch der Anker 15 von .der Spule 3o angezogen, wodurch sich
die Stange 8 und damit der Zeiger 43 bis zum Skalenwert 2o° weiterbewegt. Der Anker
16 bleibt angezogen und in seiner Stellung stehen, so daß zwischen den Reitern i
i und 12 ein Abstand entsteht. Durch den beschriebenen Vorgang ist der Anker 14
in den magnetischen Wirkungsbereich der Spule 31 gerückt, so daß er bei Stromschluß
über den Kontakt 58' angezogen wird. Der Stromverlauf bei Kontaktgabe an der Einschmelzung
58' ist folgender: Batterie 61, Leitung 55, Kontakt So, Leitungen 63, 63', 63",
68, Spule 31, Leitung 69, Kontakt 53, Leitung 58, Kontakt 58', Quecksilber des Thermometers
6o, Kontakt 62'-, Leitung 62 zum anderen Pol der Batterie 61. Es bleiben nunmehr
die Anker 15 und 16 in ihrer Anzugsstellung stehen, und der Anker 14 berührt ebenfalls
die Pole 26, 26' seines Elektromagnetes. Die Stange 8 bewegt sich weiter nach oben,
so daß nunmehr der Skalenwert 30° an der Skala des Instrumente-q angezeigt wird.
In gleicher Weise zieht beim Berühren des Kontaktes 59' durch das Quecksilber
des Thermometers 6o die Spule 32 ihren Anker 13 an, da er nunmehr im Wirkungsbereich
der Spule 32 liegt. Der Stromverlauf ist dabei folgender: Stromquelle 61, Leitung
55, Kontakt So, Leitungen 63, 63', 63", 63"', Spule 32, Leitung 70, Kontakt 54,
Leitung 59, Kontakt 59', Quecksilber des Thermometers 6o, Einschmelzung 62', Leitung
62, Batterie 61. Durch die Aufwärtsbewegung des Ankers 13 wird die Stange 8 weiter
in die Höhe bewegt und dreht .den Zeiger 43 an -der Skala 49 bis zur Zahl 40°. Es
haben jetzt alle Spulen Strom in ihren Windungen, und sämtliche Anker sind angezogen.
Geht das Quecksilber wieder zurück, so werden nacheinander die Spulen 32, 31,
30 und 29 ihre zugehörigen Anker loslassen und -die Stange 8 wird durch Feder-
oder Schwerkraft stufenweise zurückfallen, so daß nacheinander nach dem Skalenwert
40° die Skalenwerte 30°, 20°, 10°, o° an der Skala des Empfangsgerätes entsprechen,
den Thermometerwerten angezeigt werden.
-
Abb. 5 zeigt eine Ruhestromschaltung für das Empfangsgerät. Es sind
dabei die Kontakte SO', 5i', 52', 53' und 54' entsprechend den Kontakten
So bis 54,der Abb. 2 angeordnet. Die vier Ankerspulen 29', 30', 31', 32'
sind hintereinandergeschaltet und, wie Abb. 5 zeigt, mit den genannten Anschlußklemmen
verbunden. Das Kontaktthermometer 71 ist über die Leitungen 72, 73, 74, 75, 76 und
76" ebenfalls mit den Anschlußklemmen verbunden. Mit 6o' ist eine Stromquelle, mit
77 ein Widerstand bezeichnet, welcher dem Gerät vorgeschaltet ist.
Die
Wirkungsweise bei einem Empfangsgerät mit Ruhestromschaltung gemäß Abb. @; ist folgende:
Wenn das OOuecksilber des Thermometers 71 unterhalb der Einschmelzung 75', wie dargestellt,
steht, fließt ein Strom von der Batterie 61', Leitung 79, über alle vier Spulen
29', 30', 3I', 32', Leitung 76", 76"', Widerstand 77, Leitung 78 zurück zur
Stromquelle 61. Es haben also alle vier Anker der Spulen angezogen, und gemäß vorgehender
Beschreibung ist die Stange 8 des Empfängers (vgl. Abb. :2) in ihre obere Endlage
gehoben. Berührt aber das Ou.ecksilber des Thermonieters 71 die Einschmelzung 75'
des Leiters 75, so wird die Spule 32' stromlos bzw. kurzgeschlossen, und der zugehörige
Anker wird losgelassen. Hierdurch sinkt die Stange 8 des Empfangsgerätes um eine
Stufe. Beit weiterem Anstiege des Quecksilbers im Thermometer 71 werden nacheinander
die Spulen 31', 30' und 29' kurzgeschlossen und hierdurch stufenweise die
zugehörigen Anker losgelassen und ein Sinken der Stange 8 bis zur unteren Endlage
bewirkt. Die Bewegung der Stellstange kann wiederum durch einen Zeiger angezeigt
oder auf eine sonstige Vorrichtung übertragen werden. Beim Fallen des Quecksilbers
im Thermometer 71 vom höchsten Stand erhalten die Spulen :2j bis 32' nacheinander
wieder Strom und betätigen das Einstellwerk bzw. die Stellstange 8 des Empfängers
wieder entsprechend.
-
An Stelle eines einzigen Kontaktthermometers mit mehreren Kontakten
für eine einzige Empfangsstelle könnten auch mehrere Kontaktthermometer mit Einzel-,oder
Gruppenkontakten für verschiedene Temperaturwerte an verschiedenen Meßorten angeordnet
sein, die aber über die entsprechenden elektrischen Verbindungen alle auf ein gemeinsame
Empfangsgerät mit Anzeige-, Schreib- oder Stellwerk arbeiten.
-
Die Anzahl der Einstellwerte läßt. sich durch entsprechende Vermehrung
der Spulen, Anker und Reiter nach Bedarf erhöhen.
-
Die beschriebene Anordnung kann mit Batterien oder auch vom Netz mit
Gleich- oder Wechselstrom betrieben werden.