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Zeigerinstrument mit mechanischem Meßwerk und mit einer Kontakteinrichtung
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Zeigerinstrument mit mechanischem Meßwerk und mit
einer Kontakteinrichtung mit vorzugsweise je einem Kontakt für den oberen und unteren
Grenzwert und zugehörigen schwenkbaren Einstellzeigern, die auf einer axial über
der Zeigerwelle, unabhängig von dieser, gelagerten Welle angeordnet sind.
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Grenzkontakte für Zeigerinstrumente sind in zahlreichen Ausführungen
bekannt. Alle bekannten Ausführungen weisen jedoch den N.achteil auf, daß sie selbst
bei einer komplizierten und teuren Ausführung, z. B. mit geschlossenen Quecksilber-Ringrohrkontakten,
nur eine verhältnismäßig geringe Schaltleistung zulassen und aus diesem Grunde für
die Schaltung von Starkstrom in der Regel ein Zwischenrelais benötigen..
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Durch Anwendung der Erfindung werden die vorgenannten Mängel behoben.
Die Erfindung besteht darin, daß innerhalb eines auf einer Welle drehbaren und vom
Instrumentenzeiger verstellbaren trommelförmigen Gehäuses auf der Welle zwei unabhängig
voneinander drehbare und mittels je eines besonderen Einstellzeigers verstellbare,
kreisförmige Kontaktbahnen angeordnet sind, von
denen jede von der
mit einem Leiter verbundenen Welle aus auf einem vorzugsweise ihrem halben Umfang
entsprechenden Bereich, über einen in dem trommelförmigen Gehäuse isoliert gelagerten
Kontaktstift mit einem zweiten bzw. dritten Leiter in liontaktgebender Verbindung
steht. Dabei kann eine weitgehende Explfosionssicherheit dadurch erzielt werden,
daß das zweckmäßig aus Isolierstoff bestehende trommelförmige Gehäuse allseitig
um die kreisförmig angeordneten KontaktbaShnen und um die Welle herum abgesehlossen
ist. Ein Zeigerinstrument gemäß der Erfindung kann beispielsweise vorteilhaft unmittelbar
an einen Schaltschütz angeschlossen werden, ohne daß bei einer Schaltleistung von
z. B. 70 Watt selbst bei großer Schalthäufigkeit eine Zerstörung der Kontakte zu
befürchten ist.
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Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel an Hand von zwei Figuren
veranschaulicht.
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Es ,zeigt Fig. I das Zeigerinstrument in einer Ansicht von oben, Fig.
2 einen Teilquersshnitt durch das Zeigerinstrument nach der Linie II-II der Fig.
I (die Zeiger des Instrumentes sind in die Schnittebene gedreht).
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Das Zeigerinstrument weist ein Zifferblatt I auf, welches in axialer
Richtung durch die mit dem nicht sichtbaren Meßwerk in Verbindung stehende Zeigerwelle
2 durchdrungen ist. Auf der Zeigerwelle 2 sitzt in üblicher Weise ein Instrumentenzeiger
3, der etwa in seiner Mitte einen senkrecht zum Zifferblatt I nach oben ragenden
Schleppstift 4 trägt.
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Im Innern des Meßinstruments ist unabhängig von der Zeigerwelle 2
in axialer Richtung über dieser, jedoch unterhalb einer oberen Glasabdeckplatte
5, mittels zweier Platinen 6, 7 eine Welle 8 gelagert. Die Platinen 6 und 7 sind
mittels eines Sockels g fest mit dem Gehäuse 10 des Instrumentes verbunden und tragen
so die Welle 8 in der oben bezeichneten Lage. Unmittelbar über der unteren Platine
6 ist auf der Welle 8 ein trommelförmiges, aus Isolierstoff bestehendes Gehäuse
in gelagert, das um die Welle 8 herum einen nach oben offenen, jedoch durch einen
Deckel 12 abgeschlossenen zylindrischen Hohlraum I3 aufweist. In diesem Hothlraum
I3 ist auf der Welle 8 unverdrehbar eine kreisförmige Kontaktbahn in Form eines
Schleifringes 14 gelagert, dessen halber Umfang mit der Welle 8 in kontaktgebender
Verbindiing steht. Oberhalb dieses Schleifringes 14 ist in geringem Abstand von
diesem eine Büchse 15 atrf der Welle 8 gelagert, die ihrerseits im Hohlraum I3 des
Trommelgehäuses II einen Schleifring 16 unverdrehbar trägt, von dem ebenfalls der
halbe Umfang mit der Büchse 15 in kontaktgebender Verbindung steht. Auch die Büchse
15 ragt durch den Deckel 12 nach oben hinaus, reicht jedooh nur etwa bis zur Mitte
des zwischen dem Gehäuse II und der oberen Platine 7 gebildeten Endes. Sie trägt
an ihrem oberen Ende einen Einstellzeiger 17, der auf ihr festgeklemmt ist. An dem
aus der Büchse 15 nach oben herausragenden Teil der Welle 8 ist ein Einstellzeiger
I8 festgeklemmt, so daß die beiden Schleifringe 14 und I6 je nach der Stellung der
Einstellzeiger I8 und I7 mit diesen unabhängig voneinander verdrehbar sind.
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An dem Gehäuse II ist noch ein Schlepphebel 19 befestigt, der den
Schleppstift 4 umschließt und durch diesen je nach der Stellung des Instrumentenzeigers
3 mitgenommen wird. Außerdem weist das Trommelgehäuse in jeder Ebene der beiden
Schleifringe I4, I6 einen in radialer Richtung verschiebbaren Kontaktstift 20, 2I
auf, von denen der Kontaktstift 20 durch Federdruck an den Schleppring 14 und der
Kontaktstift 21 durch Federdruck an den Schleifring I6 angedrückt wird. Dabei steht
der Kontaktstift 20 von der Außenseite des Gehäuses II aus in üblioher Weise über
eine Spiralfeder 24 und eine Kontaktschiene 22 mit einer Kpntaktschraube 23 und
ferner der Kontaktstift 21 in entsprechender Weise über eine Spiralfeder 24 und
eine Kontaktschiene 25 mit einer Kontaktschraube 26 in leitender 'Verbindung. Außerdem
steht sowohl die Welle 8 als auch die Büchse 15 über eine weitere Kontaktschiene
27 mit einer Kontaktschraube 28 in leitender Verbindung.
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Das Zeigerinstrument weist an der Glasplatte 5 schließlich in üblioher
Weise noch ein Verstellschloß 29 für die Verstellung der Einstellzeiger I7 und r8
auf.
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An das Zeigerinstrument ist beispielsweise unmittelbar ein Schaltschütz
30 angeschlossen, von dem in Fig. I der über drei Kabel I, II, III mit dem Zeigerinstrument
und über zwei weitere Kabel 31, 32 mit den Polen 0, P eines 220-Volt-Wechselstromnetz
es verbundene Teil schematisch dargestellt ist. Dabei ist das Kabel II in dem Schaltschütz
durchgehend und das Kabel III über einen Kontakt 33 des Schaltsohützes und gemeinsam
über das Kabel 31 mit dem Pol 0 verbunden, während das als Rückleiter dienende Kabel
I über eine Spule 34 des Schaltschützes, welche zugleich zur Steuerung des Kontaktes
33 dient, über das Kabel 32 und einen außerhalb des Schaltschützes von Hand betätigbaren
Einschalter 35 mit dem Pol P verbunden ist.
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Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Zeigerinstrumentes wird
beispielsweise angenommen, daß es sich um ein Zeigerthermometer han--delt, welches
eine Flüssigkeitstemperatur anzeigt, die unter Benutzung eines Heizkörpers in den
durch die Einstellzeiger I7 und I8 angezeigten Grenzen konstant gehalten werden
soll. Ferner wird angenommen, daß bei eingeschaltetem Schaltschütz mit der Einschaltung
des Einschalters 35 zugleich der nicht dargestellte Heizkörper eingeschaltet wird.
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Der Instrumentenzeiger 3 möge sich naoh einer genügend langen Ausschaltung
des Einschalters 35 unterhalb der Stellung des Einstellzeigers I7 (gemäß Fig. 1
unterhalb einer Temperatur von 180 C) befinden, und die Einstellung der Schleifringe
I4, I6 zu den Einstellzeigern I8 bzw. I7 möge so sein, daß jeweils beim Überschreiten
der durch die zu-
gehörigen Einstellzeiger eingestellten Temperatur
mittels des Schlepphebels 19 und der oben beschriebenen Kontaktteile die kontaktgebende
Verbindung an den Schleifringen unterbrochen wird. Wird bei einer derartigen Einstellung
des Zeigerinstrumentes der Einsohalter 35 eingeschaltet, so besteht eine leitende
Verbindung vom Pol P des Wechselstromnetzes über die Spule 34, das Kabel I und die
Kontakteinrichtung des Einstellzeigers 17 sowie über die Kabel II und 3I zum Pol
0 desselben Wechselstromnetzes. Die Spule 34 wird infolgedessen erregt und betätigt
den Schaltschütz inder eingezeichneten Pfeilrichtung nach unten, womit der Kontakt
33 geschlossen und der Heizkörper in nicht besonders dargestellter Weise eingeschaltet
wird.
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Durch die Schließung des Kontaktes 33 wird zumindest bei der Annäherung
des sich mit steigender Flüssigkeitstemperatur einstellenden Instrumentenzeigers
3 an den Einstellzeiger I7 auch eine leitende Verbindung vom Kabel 1 über die Kontakteinrichtung
des Einstellzeigers I8 und das Kabel III sowie über den geschlossenen Kontakt 33
zum Kabel 31 und damit zum Pol 0-des Wechselstromnetzes hergestellt. Überschreitet
der Instrumentenzeiger 3 die Stellung des Einstellzeigers I7, so wird der Kontakt
zwischen dem mit der Kontaktschiene 27 in leitender Verbindung stehenden Umfangsteil
des zugehörigen Schleifringes unterbrochen, wobei jedoch der Schaltschütz noch nicht
ausgeschaltet wird, da die leitende Verbindung zwischen den beiden Polen P und a
des Wechselstromnetzes nunmehr noch über die Kontakteinrichtung des Einstellzeigers
I8 und das zugehörige Kabel III sowie den Kontakt 33 hergestellt ist und die Spule
34 dementsprechend noch erregt bleibt. Hat der Instrumentenzeiger 3 nach der weiteren
Aufheizung der Flüssigkeit jedoch die Stellung des Einstellzeigers I8 erreicht,
so wird nunmehr der Kontakt zwischen dem Kontaktstift 20 und dem mit der Kontaktschiene
27 in leitender Verbindung stehenden Umfangsteil des Schleifringes 14 ebenfalls
unterbrochen, so daß von diesem Augenblick ab keiner der beiden an die Kontaktschiene
27 angeschlossenen Schleifringe eine leitende Verbindung zu einem der beiden Kabel
II oder III aufweist.
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Damit wird in diesem Augenblick die Spule 34 stromlos, der Heizkörper
wird ausgeschaltet und zugleich der Kontakt 33 unterbrochen.
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Im Verlaufe der nunmehr eintretenden Abkühlung der Flüssigkeit erreicht
der Instrumentenzeiger 3 schließlich wieder die Stellung des Einstellzeigers I7,
wodurch in der vorher besohriebenen Weise nunmehr wieder ein Kontakt von der Kontaktschiene
27 über die Kontakteinrichtung des Einstellzeigers 17 zur Kontaktschiene 25 und
damit von dem Kabel I zum Kabel II bzw. vom Pol P über die Spule 34, die Kabel I,
II und 3I zum Pol 0 des Wechselstromnetzes hergestellt ist. Damit wird auch die
Spule 34 wieder erregt, der Schaltschütz betätigt, der Heizkörper eingeschaltet
und schließlich auch der Kontakt 33 wieder geschlossen, so daß die Temperatur der
Flüssigkeit wieder ansteigt und der Instrumentenzeiger 3 sich in der vorbeschriebenen
Weise wieder einstellend weiterbewegt.
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Als weiterer Vorteil der vorbeschriebenen Anordnung ist zu erwähnen,
daß der durch die Auflage der Kontaktstifte20, 2I hervorgerufene mechanische Reibungswiderstand
infolge der kleinen Durchmesser der Schleifringe gering ist, so daß die Genauigkeit
der Anzeige des Meßinstrumentes durch die Kontakteinrichtung praktisch nicht beeinflußt
wird. Die geringen Widerstände an den Kontalststiften lassen auch eine ausreichende
Vorspannung der Kontaktstifte gegen die Schleifringe, z. B. mittels Schraubenfedern,
zu, so daß selbst bei der Anwendung hoher Schaltleistungen eine einwandfreie Kontaktgabe
und ein einwandfreier Abriß des Kontaktes ohne die Gefahr einer Zerstörung desselben
gewährleistet ist.
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PATENTANSPBSCHE: I. Zeigerinstrument mit mechanischem Meßwerk und
mit einer Kontakteinrichtung mit vorzugsweise je einem Kontakt für den oberen und
unteren Grenzwert und zugehöfigen schwenkbaren Einstellzeigern, die auf einer axial
über der Zeigerwelle, unabhängig von dieser, gelagerten Welle angeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß innerhalb eines auf einer Welle (8) drehbaren und vom Instrumentenzeiger
(3) verstellbaren trommelförmigen Gehäuses (11) auf der Welle (8) zwei unabhängig
voneinander drehbare und mittels je eines besonderen Einstellzeigers (17, I8) verstellbare,
kreisförmige Kontaktbahnen (I6, I4) angeordnet sind, von denen jede von der mit
einem Leiter (I) verbundenen Welle (8) aus auf einem vorzugsweise ihrem halben Umfang
entsprechenden Bereich über einen in dem trommelförmigen Gehäuse (11) isoliert gelagerten
Kontaktstift (21, 20) mit einem zweiten bzw. dritten Leiter (II, III) in kontaktgebender
Verbindung steht.