<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zur Übertragung beliebiger Messgrössen
EMI1.1
einen Geber betätigender Verstellkräfts in solche einen Nehmer betätigende hohen Wertes.
Das Ziel der Erfindung liegt vor allem darin, Stellgrössen kleinster Kräfte in Stell- und Regelgrössen umzuwandeln, mit denen Geräte auch dann steuerbar sind, wenn diese für die Steuerung sehr grosse Kräfte benötigen. Hiebei soll eine möglichst schlupffreie Übertragung der bezüglichen Grössen erreicht werden, so dass praktisch der Geber und der Nehmer der Einrichtung völlig synchron bewegbar sind. Hiebei ist es wesentlich, dass bei jeder Verstellung des Eingangsstellgliedes das Ausgangsglied so rasch als möglich folgt.
Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen beispielsweise das Anzeigeergebnis von Waagen oder ähnlichenMessgeräten registriert wird. Hiebei wird der Verschiebungsweg eines Kupplungsstückes zur Anzeige der zu wiegenden Last benutzt. Zur Verhinderung von Belastungen der Waage bzw. ähnlicher Messgeräte ist hiebei zur Betätigung der Registriervorrichtung eine Motoren aufweisende. Hilfsvorrichtung vorgesehen. Mit einer solchen Hilfsvorrichtung ist es möglich, durch Betätigung zweier Kontakte einen Motor in der einen oder andern Richtung laufen zu lassen und damit in Abhängigkeit von der Betätigung dieser Kontakte Stellglieder zu verstellen, auch wenn diese zur Verstellung grosse Kräfte benötigen (vgl. z. B. österr. Patentschrift Nr. 160128).
Der Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht vor allem darin, dass die Einstellung verzögert erfolgt.
Erfindungsgemäss ist mit dem Geber ein zwischen zwei starren Kontaktstücken spielender starrer Kontaktfinger gekuppelt, und die Kontaktstücke sind mit einer den Nehmer betätigenden Verstellvorrichtung verbunden, die durch Kontaktgabe zwischen dem Kontaktfinger und einem der beiden Kontaktstücke in der einen oder andern Richtung verstellbar ist, indem die Verstellung in jener Richtung erfolgt, in der der. die Verstellung herbeiführende Kontakt wieder getrennt wird, wodurch der Kontaktfinger stets zwischen den Kontaktstücken spielt und der Nehmer mit der Verstellkraft der Verstellvorrichtung in Abhängigkeit von der Verstellung des Gebers verstellbar ist, wobei eine Bremsvorrichtung vorgesehen ist, mit der die jeweils erreichte Stellung der Verstellvorrichtung bei Trennung der Kontakte blockierbar ist..
Mit einer solchen Einrichtung ergibt sich der Vorteil, dass jede Verzögerung weitgehendst vermieden ist, wobei bei jeder Verstellung des Eingangsstellgliedes das Ausgangsglied so rasch als möglich folgt und Massnahmen getroffen sind, die sowohl ein sofortiges Anlaufen der Motoren der Hilfsvorrichtung als auch ein sofortiges Stillsetzen derselben bei Erreichen der Lageübereinstimmung zwischen Nehmer und Geber gewährleisten,
Vorteilhafterweise ist der Kontaktfinger mit dem Geber elastisch gekuppelt.
Besonders zweckmässig ist es, dass eine Spindel vorgesehen ist, die mit dem Kontaktfinger mittels einer Feder elastisch verbunden ist, wobei die Feder einerseits fixiert und anderseits an einer Nabe eines kleinen den Kontaktfinger tragenden Zylinders gefestigt ist und dieser Zylinder stirnseitig eine Ausnehmung aufweist, in welche ein auf der Spindel befestigter radialer Stift einrastet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, die schematisch zwei verschiedene Ausführungsbeispiele zeigen.
Fig. 1 : zeigt in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung für den Fall eines Apparates mit beweglichen, um eine Achse drehbaren Gliedern, Fig. la zeigt ein Detail
<Desc/Clms Page number 2>
der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung und Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform für den Fall eines Apparates mit beweglichen Gliedern, welche eine translatorische Bewegung vollführen.
Im Falle der Fig. 1 ist eine Spindel 1 mit einem beweglichen Zeiger 2 des Steuerapparates 3 verbunden. Auf der Spindel 1 ist ein kleiner Zylinder 4 drehbar angeordnet, dessen dem Zeiger 2 gegenüberliegendes Ende ein V-förmiges Daumenprofil aufweist, so dass er einen kleinen Stift 5, der mit der Spin- del l verbunden ist, im Zusammenwirken mit einer Zylinderfeder 7 aufnehmen und festhalten kann, welche an einer Nabe 6 des kleinen Zylinders 4 angreift. An dem kleinen Zylinder 4 ist ein Kontaktfinger 8 angeordnet. Koaxial zur Spindel 1 liegt die Welle 9.
Auf der Welle 9 sind Kollektoren 12 und mittelbar zwei leitende Kontaktarme 13 und 14 angeordnet, welche eine Gabel bilden und zwischen denen der Finger 8 angeordnet ist, welcher mit dem enen oder dem andern Arm in Verbindung treten kann und dadurch das Schliessen eines oder des andern Kreises der Elektromotoren 15 und 16 herbeiführt, welche die Aufgabe haben, die Umdrehung der gemeinsamen Steuerwelle 17 des gesteuerten Apparates umzukehren, wobei die Welle 17 eine Trommel 19 trägt, auf welcher durch den ElektromagnetenSolenoid) 21 betätigbare Bremsschuhe 20 angeordnet sind. Die Steuerwelle 17 ist auf einer Seite mit der Welle 9 mittels eines Reduktors 10 und auf der andernSeite mittels eines zweitenReduktors 18 mit dem Zeiger 11 des gesteuerten Apparates gekuppelt.
Eine Gruppe von Relais 22 bekannter Art kann mit den elektrischen Kreisen der Apparate für eine bessere Steuerung ihres Schliessens und Öffnens und, sofern es erforderlich ist, für die Steuerung der beiden gesteuerten Apparate verbunden sein.
Die Arbeitsweise des Apparates ist folgende :
Es sei angenommen, dass sich der Zeiger 2 des Apparates und ebenso der Finger 8 im Stillstand befinden, die beiden Kontakte 13 und-14 unterbrochen, alle elektrischen Kreise geöffnet sind und der Bremsschuh 20 mit seinem-Eigengewicht gegen die Oberfläche der Trommel 19 drückt.
Wenn sich nun der Zeiger 2 gemäss dem Pfeil 23 bewegt, werden sich. auch der kleine Stift 5 und der kleine Daumenzylinder 4 in der gleichen Richtung bewegen und den Finger 8 mitnehmen, wodurch dieser über den Kontaktarm 14 den elektrischen Kreis schliesst und den Elektromagnet 21 erregt, welcher die Bremsschuhe 20 anzieht und die Trommel 19 freigibt, so dass dadurch z. B. der elektrische Motor 16 anläuft, welcher durch dieReduktoren 18 und 10 gleichzeitig den Zeiger. 11 und die Welle 9 verstellt, bis der Kontakt 14 vom Finger 8 getrennt und hiedurch der Kreis unterbrochen zist ; der Elektromagnet 21,-wel- cher nun nicht mehr erregt ist, lässt die Bremsschuhe 20 los, welche durch ihr Eigengewicht die Trommel 19 bremsen und den Motor 16 und damit die ganze Anordnung'stoppen.
Wenn sich der Zeiger 2 im Sinne des Pfeiles 24 bewegt, tritt der Finger 8 in Kontakt mit dem Arm 13. wodurch wieder der Kreis des Elektromagneten 21 geschlossen und dieser erregt wird, wodurch die Schuhe 20 von der Oberfläche der Trommel 19 abgehoben und der. Motor 15 erregt wird, so dass die Welle 17 entgegen demjenigen Sinne rotiert, in dem sie bei Antrieb durch den Motor 16 rotiert. Die Welle 9 dreht sich dann im Sinne des Pfeiles 24, bis sich der Arm 13 vom Finger 8 entfernt und dadurch der Kreis unterbrochen wird, wodurch die ganze Anordnung gestoppt wird. Gleichzeitig wird auch der Zeiger 11 zusammen mit dem Zeiger 2 bewegt.
In dem Fall, dass in der gesteuerten Einrichtung die für die Motoren 15 und 16 erforderliche Kraft fehlen sollte, kann der Steuerapparat 3 ungehindert arbeiten, weil der kleine Stift 5 die schwache Kraft der Feder 7 überwindend sich vom kleinen Daumenzylinder 4 abhebt, indem er in bezug auf die Zeichnung längs der Spindel 1 nach rechts gleitet. Sobald die gesteuerte Anordnung mit Kraft versorgt wird, erfolgt eine solche Bewegung, dass der kleine Stift 5 wieder automatisch in Eingriff mit dem Daumenzylinder 4 kommt und dabei nur stoppt, wenn der Finger 8 zwischen den beiden Kontakten IS und 14 ohne diese zu berühren spielt.
Ausser der oben beschriebenen Funktion hat der kleine Daumenzylinder 4 auch die Aufgabe, einen stabilen, praktisch dauernden Kontakt während jener Periode zu gewährleisten, in welcher eine Verstellung im Steuerapparat und im gesteuerten Apparat auftritt. Tatsächlich kann eine grössere Winkelverstellung der Spindel 1 im Hinblick auf die Welle 9 durch eine Verdrehung des kleinen Stiftes 5 relativ zu dem kleinen Daumenzylinder 4 kompensiert werden, so dass die Differenz für die Zurückdrehung des gesteuerten Apparates vergrössert werden kann, sobald die Geschwindigkeit der Rotation der Spindel 1 kleiner zu sein beginnt als die der Welle 9.
Auf Grund des Vorhergehenden ist es klar, dass der kleine Dau- menzylinder 4 wie ein Speicher für Stellgrössenänderungen wirkt, die an das gesteuerte Glied zurücküber- tragen werden, sobald es die kinematischen Bedingungen erlauben.
Mit Apparaten, welche bewegliche Glieder mit translatorischer Bewegung (Fig. 2) haben, ist das Kupplungssystem gemäss der Erfindung nicht sehr verschieden von dem oben beschriebenen.
Der Finger 8 ist in diesem Fall mit einem Schlitten 1 des Steuerapparates 3 verbunden, wobei der
<Desc/Clms Page number 3>
Schlitten 1 mit einem vor der Front einer geradlinigen Skala liegenden Zeiger 2 ausgerüstet ist ; dieser Finger 8 spielt zwischen den Kontakten 13 und 14, die von einer Zahnstange 9'getragen werden, wel-
EMI3.1
sich der Zeiger 2 des Steuerapparates gemäss dem Pfeil 23 oder dem Pfeil 24 bewegt, auch der Zeiger 11 sich in demselben Sinne und um denselben Betrag bewegt.
Ferner zeigt Fig. 2 auch. die Möglichkeit der Anwendung eines Reduktors 18, der mit der Antriebs- welle 17 verbunden ist, um die Verstellung des Zeigers 2 des Steuerapparates 3, die in eine Winkelver- stellung des'Zeigers il'eines gesteuerten Apparates umgewandelt wurde, wiederzugeben.
Selbstverständlich gibt es noch andere praktische Ausführungsmöglichkeiten von Anordnungen gemäss der Erfindung, welche von den oben beschriebenen Anordnungen verschieden sind, ohne dass hiedurch das Wesen der Erfindung getroffen wird.
Beispielsweise kann die Verstellung des Zeigers 11 des gesteuerten Apparates mit Momentenpaaren gewünschter Grösse erhalten werden. Diese hängen von der Kraft der Motoren ab, die zur Betätigung des Apparates vorgesehen sind, so dass diese Verstellung nicht nur zur Wiedergabe von Messungen verwendet werden kann, sondern auch als automatisches Antriebsmittel für verschiedene Maschinen.
So kann z. B. neben der direkten Kupplung durch die Spezialverbindung der Eingriff auch durch die Anwendung einer Fernsteuerung erhalten werden, wobei ein Apparat direkt mit dem Steuerglied mittels der Spezialverbindung verbunden ist und gestattet, andere gleiche Apparate synchron damit durch die Fernsteuerung vom Steuerapparat zu betätigen. Die genannten Fernsteuerungsapparate, die damit verbunden sind und somit davon abhängen,'können grundsätzlich mit elektrischen Synchronmotoren vereinigt sein, welche mit einem Reduktor verbunden sind, welcher eine elektromagnetische Bremse, elektromagnetische Sperr- oder Hemmgetriebe aufweist, welche durch Impulse betätigt werden.
Ferner können die Fernsteuerungsglieder auch mit einem System von Wiedergebem mit Servomotoren gekuppelt sein. Der übliche Servomotor wird in der beschriebenen Weise an den Steuerapparat gekuppelt u. zw. z. B. durch Fernsteuerung mittels der Veränderung einer Kapazität, einer Induktanz, einer Resistanz oder einer andern elektrischen Grösse des Wiedergabeapparates, wobei jeder derselben mit einem Servomotor in der beschriebenen Weise zusammenwirken kann. In diesem Falle können die Motoren der Wiedergeber Asynchronmotoren sein, da ein synchroner Lauf nicht nötig ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Übertragung beliebiger Messgrössen mit Umwandlung kleiner einen Geber betätigender Verstellkräfte in solche einen Nehmer betätigende hohen Wertes, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Geber (3) ein zwischen zwei starren Kontaktstücken (13, 14) spielende starrer Kontaktfinger (8) gekuppelt ist, und die Kontaktstücke (13, 14) mit einer den Nehmer (11) betätigenden Verstellvorrichtung (15, 16) verbunden sind, die durch Kontaktgabe zwischen dem Kontaktfinger (8) und einem der beiden Kontaktstücke (13,14) in der einen oder andern Richtung verstellbar ist, indem die Verstellung in jener Richtung erfolgt, in der der die Verstellung herbeifilhrende Kontakt wieder getrennt wird, wodurch der Kontaktfinger (8) stets zwischen den Kontaktstücken (13, 14) spielt und der Nehmer (11)
mit der Verstellkraft der Verstellvorrichtung (15, 16) in Abhängigkeit von der Verstellung des Gebers (3) verstellbar ist, wobei eine Bremsvorrichtung (20) vorgesehen ist, mit der die jeweils erreichte Stellung der Verstellvorrichtung (15,16) bei Trennung der Kontakte blockierbar ist.