DE932353C

DE932353C - Pendelimpulsgeber, insbesondere zur Fernuebertragung von Messwerten

Info

Publication number: DE932353C
Application number: DES34015A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl-Ing John; Hans Dipl-Ing Ploch; Ernst Dipl-Ing Weber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-06-24
Filing date: 1953-06-24
Publication date: 1955-08-29

Description

Pendelimpulsgeber, insbesondere zur Fernübertragung von Meßwerten Zur Fernübertragung von Meßwerten ist bereits ein Impulsgeber vorgeschlagen worden, der so aufgebaut ist, daß in Abhängigkeit von den zu übertragenden Meßwerten selbsttätig die Länge eines die Meßwerte durch Impulsgabe übertragenden Pendels verändert wird. Erfindungsgemäß werden Pendelimpulsgeber dieser Art so aufgebaut, daß das Federpendel oben fest eingespannt ist und seine freie Pendellänge durch einen abhängig vom Meßwert verstellbaren Hebelarm geändert wird. Man kommt auf diese Weise zu einer einfachen, sehr sicher arbeitenden Konstruktion, die leicht so ausgestaltet werden kann, daß das Pendel jederzeit auch verhältnismäßig unempfindlich gegen Lageänderungen der Gesamtanordnung einwandfrei arbeitet.
Man wird den Impulsgeber vorzugsweise für die Messung von Drücken anwendbar machen, was dadurch geschehen kann, daß der erwähnte Hebelarm an ein die Meßwerte anzeigendes Manometer angeschlossen ist. Die Feder des Pendels kann bei einer solchen Anordnung in einer an dem Hebelarm angebrachten, aus zwei Platten bestehenden Führung gleiten. Die für die Änderung der Pendelausschläge notwendige Drehung des Hebelarmes, die beispielsweise in Abhängigkeit vom Druck erfolgt, kann in der Weise erzielt werden, daß die Meßgröße, also z. B. der Druck, mit Hilfe eines Wellrohrmanometers in einer Hubbewegung mit großem Arbeitsvermögen und daß weiterhin diese Hubbewegung durch ein besonderes Übertragungssystem in eine Drehbewegung verwandelt wird. Durch geeignete Wahl der Form für die Pendelfeder läßt sich erreichen, daß eine Linearität zwischen der Frequenz des Pendels und dem Druck besteht. Die Kontaktbetätigung für die Impulsgabe kann auf verschiedene Weise erfolgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hierfür wird ein magnetischer Antrieb verwendet in der Weise, daß der Anreiz der Pendelfeder zum Schwingen durch eine Spule erfolgt, die in Reihe mit einem Kontakt in der die Impulse weiterleitenden Fernleitung liegt. Der Kontakt wird auf magnetischem Wege von dem Pendel betätigt, so daß dieses im Takte .seiner Frequenz erregt wird. Man kann die Anordnung so ausführen, daß als Kontakt der eines neutral eingestellten T-Relais verwendet wird. Eine besonders vorteilhafte Konstruktion ergibt sich, wenn als Pendelmasse ein Dauermagnet verwendet wird. Dabei wird dann die Polarität des Pendelmagneten und des Dauermagneten so gewählt, daß sich gleichnamige Pole gegenüberstehen. Auf diese Weise ergibt sich größte Empfindlichkeit der Kontaktgabe. Wenn man als Anker der das Pendel zum Schwingen anreizenden Erregerspule einen starken Dauermagneten verwendet, läßt sich die Spulenerregung klein halten und somit die Spannungsabhängigkeit der Frequenz auf ein Minimum herabdrücken. Es ist vorteilhaft, die Pendelmasse so groß wie möglich zu machen, weil sich dadurch der Einfluß der Spulenerregung und damit der Spannungseinfluß auf die Frequenz des Pendels gering halten läßt.
Die Neigung der Pendelfeder, während des Betriebes durchzuschwingen, läßt sich dadurch verringern, daß die Führungsplatten, welche den Einfluß der Meßgeräte auf das Pendel übertragen, einen genügend kleinen Abstand voneinander haben und genügend breit sind. Man wird zu diesem Zweck den Abstand der Führungsplatten kleiner als die Federbreite und die Breite der Führungsplatte größer als die des Federpendels wählen. Ein weiteres Mittel, um ein Durchschwingen der Pendelfeder zu verringern, ergibt sich, indem man die Anordnung so wählt, daß die Pendelausschläge gegenüber der Spaltbreite der Führung groß sind.
Vorteilhaft ist es, die Ausführung des Übertragungssystems so zu wählen, daß eine Meßbereichunterdrückung vorgenommen werden kann. Das kann man beispielsweise konstruktiv dadurch erreichen, daß ein Stößel erst nach Überschreiten des zu unterdrückenden Druckbereichs gegen ein exzentrisch zur Drehachse des Hebelarmes liegendes Kugellager stößt. Der Stößel kann dabei aus einer Welle mit aufgeschraubter Druckfläche bestehen, so daß diese leicht ausgewechselt werden kann. Durch -geeignete Formgebung der Stößeldruckfläche kann man bei einer solchen Anordnung den Frequenzverlauf in Abhängigkeit vom Druck verändern.
Weitere für die Erfindung wesentliche Merkmale ergeben sich aus den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen. In Fig. i ist ein Impulsgeber gemäß der Erfindung perspektivisch dargestellt, Fig. 2 zeigt den zugehörigen Schaltplan, und Fig.3 ist eine Teilansicht des Übertragungssystems, welches dazu dient, den Druck vom Manometer auf den Einstellarm der Pendelfeder zu übertragen. In Fig. i ist mit i die Pendelfeder bezeichnet, welche mit ihrem-oberen Ende an der Stelle 2 fest eingespannt ist. Die freie Pendellänge der Pendelfeder i wird durch einen Einstellarm 3 geändert, der beim Ausführungsbeispiel von einem Wellrohrmanometer q. betätigt wird. Das Pendel i gleitet zwischen zwei am Einstellarm 3 befestigten Führungsplatten 5 und 6. Durch die oben beschriebene Wahl des Abstandes dieser beiden Führungsplatten voneinander und der Breite dieser Führungsplatten relativ zur Pendelfeder i wird dafür gesorgt, daß die Feder beim Betrieb möglichst wenig durchschwingt. Als Pendelmasse ist am unteren Ende der Pendelfeder i ein winkelförmiger Permanentmagnet 7 befestigt, der mit seinem Südpol der Erregerspule 8 und mit seinem Nordpol den Nordpolen eines U-förmigen Dauermagneteng eines T-Relais gegenübersteht. Der Anker io des T-Relais ist als Kontakt i i ausgebildet. Dieser Kontakt wird im Rhythmus der Schwingungen des Pendels abwechselnd geöffnet und geschlossen. Damit werden die dem Meßwert entsprechenden Impulse über die Fernleitung 12, 13 ausgesandt. Die Form der Pendelfeder i kann so gewählt sein, daß eine Linearität zwischen der Federfrequenz und dem durch das Manometer q. auf den Einstellarm 3 wirkenden Druck besteht.
In dem in Fig. 2 dargestellten Schaltbild des Impulsgebers ist mit 14 eine Funkenlöscheinrichtung an der Geberstelle bezeichnet. Mit Hilfe eines Paccoschalters 15 kann die Fernleitung 12, 13 auf der Geberseite abgeschaltet werden. Auf der Empfängerseite ist ein Empfangsrelais 16 mit zugehörigem Vorschaltwiderstand 17 und eine an die Klemmen 18, ig anschließbare Spannungsquelle vorgesehen.
Die Art der Übertragung der Bewegungen vom Manometer q. aus auf den Einstellarm 3 ist in Fig. 3 herausgezeichnet. Das Manometer überträgt seine Verschiebebewegungen auf einen Stößel 2o, der in einer Hülse 21 geführt ist. Das rechte Ende 22 des Manometers ist mit Schraubenfedern 23, 24 gegen diese Hülse abgestützt. Auf das rechte Ende des Stößels 2o ist ein Druckstück. 25 aufgeschraubt, das mit seiner Anlagefläche 26 gegen ein exzentrisch zur Drehachse 27 des Einstellarmes 3 liegendes Kugellager 28 stößt. Durch Wahl der Anlagefläche 26 kann der Frequenzverlauf in Abhängigkeit vom Manometerdruck verändert werden.
Man kann die Erfindung als Impulserzeuger zur Messung beliebiger Meßwerte anwenden. Insbesondere eignet sie sich dazu, eine Impulserzeugung zur Erfassung von Flüssigkeits- oder Gasdrücken durchzuführen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Pendelimpulsgeber, insbesondere zur Fernübertragung von Meßwerten, bei dem die Länge eines Federpendels abhängig vom zu übertragenden Meßwert geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Federpendel oben fest eingespannt ist und seine freie Pendellänge durch einen abhängig vom Meßwert verstellbaren Hebelarm geändert wird.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm an ein die Meßwerte anzeigendes Manometer angeschlossen ist.
3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel zwischen zwei an dem Hebelarm befestigten Führungsplatten gleitet.
4. Anordnung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Pendelfeder so gewählt ist, daß Linearität zwischen Frequenz und Druck besteht.
5. Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbetätigung für die Impulsgabe auf magnetische Weise erfolgt.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontakt der eines neutral eingestellten T-Relais verwendet wird.
7. Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Pendelmasse ein Dauermagnet verwendet wird. B.
Anordnung nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität von Pendelmagnet und Dauermagnet im T-Relais so gewählt wird, daß sich gleichnamige Pole gegenüberstehen. g.
Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Anker der das Pendel zum Schwingen anreizenden Erregerspule ein starker Dauermagnet verwendet wird, wodurch die Spulenerregung klein gehalten werden kann und somit die Spannungsabhängigkeit der Frequenz auf ein Minimum herabgedrückt wird. io.
Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelmasse so groß wie möglich gemacht wird, wodurch der Einfluß der Spulenerregung und damit der Spannungseinfluß auf die Frequenz des Pendels gering gehalten wird. ii.
Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Manometer ein Wellrohrmanometer verwendet wird.
12. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchschwingen der Feder dadurch gering gehalten wird, daß die Führungsplatten einen genügend kleinen Abstand .(kleiner als Federbreite) voneinander haben und genügend breit (breiter als Federpendel) sind.
13. Anordnung nach Anspruch ii, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchschwingen der Feder dadurch verringert wird, daß die Pendelausschläge groß sind gegenüber der Spaltbreite der Führung.
14. Anordnung nach Anspruch i und i i, gekennzeichnet durch eine solche Ausführung des Übertragungssystems, daß eine Druckbereichunterdrückung vorgenommen werden kann.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stößel erst nach Überschreitendes zuunterdrückenden Druckbereiches gegen ein exzentrisch zur Drehachse des Hebelarmes liegendes Kugellager stößt.
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel aus einer Welle mit aufgeschraubter Druckfläche besteht, so daß diese leicht ausgewechselt werden kann.
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß durch Formgebung der Stößeldruckfläche der Frequenzverlauf in Abhängigkeit vom Druck verändert werden kann.