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Einrichtung zur Fernanzeige zweier oder mehrerer Meßgrößen über denselben
Ubertragungsweg Zur elektrischen Fernübertragung von vorzugsweise langsam veränderlichen
Meßwerten sind. Anlagen bekannt, bei denen geberseitig ein den Meßbereich überfahrender
Abtastarm ständig umläuft und beim Überfahren einer Nullstelle und, eines auf den
Meßwert eingestellten Zeigers (lseßzeiger) je einen Kontakt betätigt, wodurch nacheinander
zwei Impulse an den Empfänger gegeben werden, deren Zeitabstand der Meßgröße zugeordnet
ist (Impulsabstandsverfahren). Empfängerseitig wird durch den ersten Impuls - den
»Startimpuls« -über ein Auslöseorgan (Relais od. dgl.) ein Einstellglied in Bewegung
gesetzt, das dann synchron mit dem Abtasüa@rm des Gebers umläuft, während der zweite
Impuls - der »Anzeigeimpuls« - b,--
wirkt, daß ein Anzeigeargan in die Stellung
nachrückt, die das Einstellglied beim Eintreffen des Anzeigeimpulses gerrade einnimfnt.
Das Anzeigeorgan wird in der neuen Stellung bis zum Eintreffen des nächsten Anzaigeimpulses
festgehalten. Das Einstellglied wird nach Vollendung eines Umlaufes wieder stillgesetzt.
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Es ist auch schon darauf hingewiesen worden., daß man unter Anwendung
des Impulsabstandsverfahrens zwei oder mehr verschiedenartige Meßwerte (z. B. Wasserstand,
Druck, Temperatur) über denselben Fernübertragungsweg übertragen könne, indem man
die zur Übertragung dieseir verschiedenen Meßgrößen dienenden Geber und Empfänger
entsprechend ihrer gegenseitigen Zuordnung mittels
geber- und empfängerseitig
angeordneter Synchronverteiler periodisch und in vorgegebener Reihenfolge abwechselnd
an die Fernübertragungsleitung legt.
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Die Erfindung schafft nun eine besonders zweckmäßige Lösung dieser
Aufgabe dureh weitgehende Zusammenfassung und Vereinfachung der die Mehrfachübertragungsanlage
bildenden Organe.
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Erfindungsgemäß haben die Abtastaxme sämtlicher Geber einen gemeinsamen
Antrieb und überfahren die Nullstellen ihrer Meßbereiche immer gleichzeitig; die
ebenfalls gemeinsam angetriebenen Einstellglieder sämtlicher Empfänger werden durch
denselben Startimpuls gleichzeitig in Bewegung gesetzt und setzen sich nach zwei
(n) Umläufen bis zur nächsten Startimpulsgabe still, und die Synchronverteilereinrichtungen
schalten nach jedem vollen Umlauf der Geberabtastarme und; der Einstellglieder den
nächsten Meß'wertgeber und den zugehörigen Empfänger an die Fernübertragungsleitung.
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Eine solche Anordnung stellt also eine Verquickung mehrerer der bekannten
nach dem Impulsabstandsverfahren arbeitenden. Übertragungseinrichtungen dar, wobei
die Startimpulsabgabe der einzelnen Geber in eine einzige, gemeinsam wirkende Startimpulsabgabe
zusammengefaßt wird.
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Eine weitere Vereinfachung ergibt sich dadurch, d:aß als Synchronverteiler
mit dem gemeinsamen Geber- bzw. Empfängerantrieb gekoppelte Umschaltvorrichtungen
dienen, so, daß geber- und empfängerseitig nur je- ein Antriebemotor- erforderlich
ist.
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An Stelle des gemeinsamen Antriebs für die Abtastarme aller Geber
kann man in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung die einzelnen Geber . konzentrisch
so zusammenbauen, daß zur Betätigung der Meßkontakte aller Geber ein kerneinsamer,
entsprechend geformter Abtastarm dienen kann. Desgleichen kann rhan die Einstellglieder
aller Empfänger zu einem gemeinsamen, mehrfach wirkenden Einstellglied vereinigen,
das die verschiedenen Anzeigeorgane betätigt. Auf diese Weise entsteht schließlich
eine Fernübertragungsanlage für mehrere Meßwerte mit nur einem (Mehrfach-) Gebe-
und einem (Mehrfach-) Empfängerorgan.
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Dient die erfindungsgemäß ausgebildete Anlage dazu, anstatt verschiedene
Meßgrößen Grob- und Feinwerte derselben Meßgröße zu übertragen, also beispielsweise
die Höhe eines Wasserstandes in m, dm, und cm, so wird zweckmäßig der Startimpuls
durch den Geber der Grobstufe gegeben,. und, die Synchronverteiler sind so ausgebildet,
d2.ß Geber und Empfänger der Feinstufe jeweils .etwas länger als während eines vollen.
Umlaufes zur Aussendung bzw. zum Empfang eines Impulses bereitgestellt, d. h. am:
die Fernübertragungsleitung geschaltet werden. Dadurch wird mit Sicherheit erreicht,
daß die Maßbereiche der Feinstufen, die - wegen. dar Durchdrehbarkeit der Feinstufen
- volle 36o° einnehmen müssen, vollständig abgetastet werden, so d!a:ß h-kse FjeWanzeigen
möglich sind. Die. hierdurch bei der Grobstufe eintretende Beschränkung des Abtastbereiches
auf weniger als 36o° ist unschädlich, da sie ja nur den Gesamtmeßbereich der Anordnung
nach oben und unten beschränken würde, was durch entsprechende Auslegung der Anlage
leicht berücksichtigt werden, kann.
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Die Abb. i und 2 zeigen ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel
einer aus einer Grobstufe und einer Feinstufe bestehenden Anlage zur Fernübertragung
eines Wasserstandes, wobei Abb. i die Ausbildung der Geberseite und Abb. 2 die der
Empfängerseite betrifft.
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In der Abb. i ist WM der eigentliche! Wasserstandsmesser, bestehend
aus dem Schwimmer i, der Schnur 2, die über die Rolle 3 läuft, und dem Gegengewicht
4. GG ist der Grobwertgeber und FG der Feinwertgeber. Beide weisen je zwei Kontaktbahnen
5 bzw. 5' sowie je einen Kontaktzeiger 6 bzw. 6' auf. Der Kontaktzeiger 6' des Feinwertgebers
FG ist über die Welle 7 mit dein Wasserstandsmesser WM unmittelbar gekuppelt,
der Kontaktzeiger 6 des Grobwertgebers GG dagegen über ein Untersetzungsgetriebe,
das aus den Zahnrädern Z1 bis Z4 besteht und dessen Gesamtuntersetzungsverhältnis
io : i beträgt. 8 .und 8' sind ständig umlaufende Abtastarme, die die Kontaktzeiger
6 bzw. 6' bei jedem Umlauf einmal überfahren. und dabei die Kontaktzeiger an die
Kontaktbahnen 5 bzw. 5' andrücken, wodurch diese überbrückt werden und den jeweiligen
Anzeügeimpuls auslösen. 9 ist der Startkontakt, d'er nur von dem Abtastarm8 des
Grobwertgebers betätigt wird.
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Mittels des Umschaltekontaktes io, der von der Nockenscheibe i i betätigt
wird und zusammen mit ihr den geberseitigen Synchronverteiler bildet, werden abwechselnd
der Grob- und der Feinwertgeber an die Speisespannungsquelle S angeschaltet (was
einer abwechselnden Aufschadtung der Geber auf die Fernleitung, die von den Klemmen
FL abgehend zu - denken ist, gleichkommt). Da die Nockenscheibe ii nach jeder
halben Umdrehung dien Umschaltekontakt io betätigt, während die Geber
GG und; FG immer nach jedem vollen, Umlauf der Abtästarme umgeschaltet
werden sollen, so. müssen also die Abtastarme 8 und 8' doppelt so schnell umlaufen
wie die Nockenscheibe ii. Diese ist mit der Wella des Antriebsmotors MG unmittelbar
gekuppelt, während der Antrieb der Abtastarme 8 und! 8' mittels der Zahnräder Z5,
Z6 und ZB im Verhältnis i :2 übersetzt ist.
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In der Abb. 2 sind zwei gleichartig aufgebaute Empfänger dargestellt,
von denen der mit GE-bezeichnete als Grobwertempfänger und der mitFE bezeichnete
als Feinwertempfänger dient. 12 und 12' sind Anzeigeorgane, die auf dsn Wellen 13
bzw. 13' festsitzen. 14 und i4' sind; Herzkurvenscheüben, die zusammen mit den Federrollen,
15 @zw. 15' zur elastischen Fesselung der Wellen 13 und 13" der Anzeigeorgane
-mit den Wellen 16 bzw. i6' der Einstellglieder E und E' dienen. Mittels der auf
den Wellen 13 und 13' angeordneten Bremsscheiben 17 bzw. 17' und der
Bremsbacken i 8 bzw. 18'
werden die Anzeigeorgane 12 und 12' in
ihren jeweiligen Anzeigestellungen festgehalten. ig und ig' sind Bremslüftmagnete,
mit denen die Bremsbacken 18 bzw. 18' beim Eintreffen eines Anzeigeimpulses
gelüftet werden, so daß dieAnzeligeorgane in die neue Anzeigestellung nachrücken.
können.
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Zum gemeinsamen Antrieb der Einstellglieder beider Empfänger dient
der Motor ME, der an die Netzklemmen N- angeschlossen ist. An diel Klemmen
FL', die das Ende der ankommenden Fernleitung darstellen, ist das Impulsrelais
T angeschlossen, zu dem die Kontakte il und i2 gehören.
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Auf der Motorwelle sind die Nockenscheiben 2o und 2 1 angebracht,
von denen die Nockenscheibe2o den Kontaktsatz 22, und die Nockenscheibe 21 den Umschaltekontakt
23 betätigt, wobei die letzteren den empfängerseitigenSynchronverteiler darstellen,
während 2o und 22 zum Starten und Stiilsetzen des Motors ME dienen. Mittels der
Zahnräder Z7, ZB und Zä ist die Drehzahl der Einstellglieder -wie beim Geber die
Drehzahl der Abtastarme -gegenüber der Drehzahl der Motorwelle im Verhältnis i :2
übersetzt.
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Die Einstellglieder E und E' kann man. zusammenfassen, indem man z.
B. die Federrolle 15
so breit ausbildet, daß sie auf zwei nebeneinand;erliegenden
Herzkurvenscheiben läuft (nämlich 1d. und 1q.'). In diesem Falle müßte von den.
Wellen 13 und 13' die eine als Hohlwelle ausgebildet und die andere
durch sie hindurchgeführt sein.
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Die Anordnung arbeitet wie folgt: Die Abtastarme 8 und 8' beider Geber
laufen ständig synchron um und überfahren dabei die Nullstellen der Meß-Bereiche
gleichzeitig. Der Abtastarm 8 des Grobwertgebers betätigt bei jedem Überfahren seiner
Nullstelle den Startkontakt g. Da dieser jedoch zu dem Grobwertgeber parallel liegt,
löst er nur dann einen Startimpuls aus, wenn der Umschaltekontakt io den Grobwertgeber
an die Speisespannungsquelle S angeschaltet hat. Dementsprechend löst beim Überfahren
der Kontaktzeiger 6 und. 6' durch die Abtastarme nur derjenige Geber einen Anzeige
impuls aus, der gerade eingeschaltet ist.
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Die Nockenscheibe i i, die den Umschaltekontakt io betätigt, ist so
ausgebildet, daß die Umschaltung vom Grob- auf den Feinwertgeber kurz vor der Vollendung
eines Umlaufes der Abtastarme, die Umschaltung vom Fein- auf den Grobwertgeber dagegen
erst bei Beginn des nächsten. Uml'aufes erfolgt, so, daß sich der Meßbereich des
Feinwertgebers mit Sicherheit über volle 36o° erstremckt.
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Mittels geeigneter Schaltungsanordnungen werden Start- und Anzeigeimpulse
mit verschiedener Polarität oder unterschiedlicher Impulslänge abgegeben, während
auf der Empfängerseite verschiedene, mit entsprechenden Auswahleinrichtungen versehene
Kontakte nur auf den einen oder den anderen Impuls ansprechen. Solche Schaltungsanordnungen
sind; bekannt und daher in die Abbildungen nicht aufgenommen.
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Ein auf der Empfängerseite eintreffender Startimpuls bewirkt die Schließung
-des Kontaktes il, wodurch der Motor ME an Spannung gelegt wird und beide Empfänger
in Bewegung setzt. Dabei dreht sich die Nockenscheibe 2o aus ihrer Raststellung
heraus und; schließt den Kontaktsatz 22. Damit wird der Kontakt il überbrückt, so
d;a,ß der Motorstromkreis geschlossen. bleibt, nachdem der Startimpuls vorüber und
il wieder geöffnet ist. Außerdem wird damit ein Stromkreis für den Bremslüftmagneten
eines der Empfänger vorbereitet. Dabei stehen die Nockenscheibe 21 und, der Umsghaltekontakt
23 so, daß während des ersten Umlaufes der Einstellglieder der Bremslüftmagnet ig
des Grobwertempfängers in den vorbereiteten Stromkreis eingeschaltet ist. Kurz vor
der Vollendung des ersten. Umlaufes der Einstellglieder erfolgt dann - entsprechend
der Reihenfolge auf der Geberseite - durch die Nockenscheibe 21 die Umschaltung
auf den Bremslüftmagneten des Feinwertempfängers. Der jeweils vorbereitete Stromkreis
wird durch den Kontakt i2 beim Eintreffen eines Anzeigeimpulses geschlossen, und
der jeweils eingeschaltete Bremslüftmagnet gibt das Anzeigeorgan des betreffenden
Empfängers frei, so, daß es in die in diesem Augenblick vom Einstellglied eingenommene
Stellung nachrückt. Haben. die Einstellglieder zwei volle Umläufe ausgeführt, so,
läuft die Nockenscheibe 2o, die inzwischen einmal umgelaufen ist, wieder in ihre
Raststellung ein und öffnet den Kontaktsatz 22, so däß der Motor bis zum Eintreffen
des nächsten Startimpulses stillgesetzt wird. Gleichzeitig schaltet auch die Nockenscheibe
21 den Umschaltekontakt 23 zurück, so da.ß wieder der Bremslüftmagnet des Grobwertempfängers
eingeschaltet ist.
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Die Abb.3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Anordnung, bei
der vier Geber durch einen gemeinsamen Abtastarm betätigt. werden, also einen Vierfachgeber.
K1 bis K4 sind: vier Kontaktzeiger, die mit den vier Wasserstandsmessern W1lh bis
WM4 gekuppelt sind. Die Drehachsen. Dl und D4 der Kontaktzeiger K1 und; K4 sind
Hohlachsen, durch welche die Drehachsen D, und D, derKontaktzeiger K2 und K, hindurchgeführt
sind. SK ist der gemeinsame Startkontakt. Der gemeinsame Abtastärm A weist- fünf
Ausleger a1 bis a. auf, die mit als Schaltnocken wirkenden Scheiben zur Betätigung
der vier Kontaktzeiger und. des Startkohtaktes versehen sind.
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Das neue Verfahren ist in seiner Anwendung weder auf die in der Einleitung
erwähnten noch auf die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Gebe- und Empfangseinrichtungen
beschränkt. Man kann von. ihm auch in solchen (schon. vorgeschlagenen) Anlagen.
Gebrauch machen, bei denen der- Startimpuls nicht vom Geber selbst gegebenwird,
sondern von einer dritten Stelle aus, wobei der Startimpuls gleichzeitig den Geber
und den Empfänger in Bewegung setzt, so daß also der Geber ,nur Anzeigeimpulse aussendet.