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Kontrollvorrichtung zur Verbindung mit Meßapparaten, die zwei zueinander
in bestimmte Beziehung gebrachte Vorgänge (z. B. Temperatur und Zeit) anzeigen,
mit je einem Anzeigeorgan für jeden der beiden Vorgänge. In der technischen sowie
chemischen Industrie, in der Schiffahrt usw. ist es vielfach von größter Wichtigkeit,
den Verlauf von Vorgängen irgendwelcher Art, die ungleichfÜrmig wechselnden Veränderungen
unterworfen sind (Druck, Temperatur, Entfernung usw.), in Bezug auf andere Vorgänge
zu verfolgen und besonders Abweichungen vom normalen Verlauf wie Überschreitungen
zulässiger Maximalschwankungen gegenüber einer gegebenen Änderung des Vergleichsvorganges
kenntlich zu machen.
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Mathematisch gesprochen lautet das Pro-' blem der Erfindung: Wenn
eine Größe (Zeit o. dgl.) sich ändert um einen bestimmten Betfag dx und eine andere
in ihrer Veränderun.-mit dieser zu vergleichenden Größe (Druck, Temperatur o. dgl.)
sich ändert um einen beliebigen Betrag dy, so ist zu beobachten und anzuzeigen,
wenn der Wert
einen bestimmten Betrag überschreitet.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß Meß-oder Kontrollvorrichtungen
für die beiden zu vergleichenden Größen so angeordnet und eingerichtet werden, daß
die Einstellung der
lleßvorriclitung für die Vergleichsgröße in
bestimmten Intervallen mit der Einstellung der Meßvorrichtung für die zu beobachtende
Gr;:ße abgeglichen wird, und daß ein bestimmtes Ereignis ausgelöst wird, wenn das
Verhältnis des Betrages der Änderung der zu beobachtenden Größe zur Änderung der
Vergleichsgröße einen bestimmten Betrag überschreitet.
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In der chemischen Industrie z. B. treten bei Mischungen von Flüssigkeiten
oft Ternperaturerhöhungen auf, die, sobald sie zti schnell fortschreiten, `'erfärbungen
der Flüssigkeiten bedingen. Um hierauf rechtzeitig aufmerksam zu werden, sei ein
elektrisches Fernthermometer in dem Mischhehältei' angebracht, der einen primären
Meßbereich darstellen soll. Gefahrzo:?e für die Temperatursteigerung sei - io° C
innerhalb 8 Minuten. Mit Hilfe eines Zeitmessers wird nun ein sekundärer Meßbereich
alle 8 Minuten derart automatisch einreguliert, daß der Nullpunkt dieses sekundären
i\Ießbereiches genau auf den Momentanstand des primären Meßbereiches einspielt.
Steigt nun die Temperatur innerhalb 8 Jlinuten über io°, so werden automatisch Alarmsignale
ausgelöst. Tritt eine derartig starke Temperatursteigerung innerhalb von 8 Minuten
nicht ein, so wird ohne Betätigung der Alarmvorrichtungen nach Verlauf der 8 Minuten
der Nullpunkt des sekundären ilseßbereiches automatisch auf die '-\Iomentanstellung
des primären Meßbereiches wieder neu eingestellt.
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Ein anderes Beispiel der Anwendung des Erfindungsgedankens sei der
Schiff ahrtentnommen. Es ist häufig von Interesse, den Verlauf der Wassertiefe zu
messen, um daraus zu schließen, ob eine Steilküste oder eine flache Küste zu erwarten
ist, und zwar besonders bei der Navigation im Nebel. Gemäß der Erfindung wird für
diesen Zweck eine Meßvorrichtung beliebiger Art für die Wassertiefe mit einer solchen
für die Fahrtgesch,vvindigkeit derart verbunden, daß beim Überschreiten eines gewissen
Betrages in der Abnahme der Wassertiefe relativ zum zurückgelegten Weg automatisch
ein Warnungssignal (Glocke o. dgl.) ausgelöst wird.
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Das kann z. B. dadurch geschehen, daß ein elastisches oder akustisches
Tiefenlot verwendet wird, bei dem ein Zeiger entsprechend der jeweiligen Tiefe auf
derselben Skala läuft, über «-elche der Zeiger eines Umdrehungsanzeigers der Schraubenwelle
sich bewegt, und zwar so, daß ersterer normalerweise hinter letzterem herläuft und
ihn nur bei Überschreitung einer größeren Zeigergeschwindigkeit (Tiefenänderung)
einholt. Im Moment des Einhoiens wird durch die Zeiger ein elektrischer Kontakt
betätigt, der eine Glocke ertönen läßt. Der Zeiger des Umdrehungsanzeigers springt
dabei nach einer gewissen Anzahl von Umdrehungen wieder auf Null und das Meßsystem
des Tiefenlots wird selbsttätig in diesem Augenblick so eingestellt, daß zwischen
seinem Zeiger und dem des LTmdreliungszeigerswieder die ursprüngliche Entfernung
vorhanden ist. Dieses Spiel wiederholt sich in bestimmten Abständen.
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Ersetzt man das Tiefenlot durch ein Therinometer beliebiger Art, so
kann man ebenso die Änderung der Wassertemperatur abhängig vom Schiffsort bestimmen.
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Die Einrichtung wird vorteilhaft gemäß der Erfindung so getroffen,
daß diese i@; eueinstellung der Instrumente auch jedesmal sofort erfolgt, wenn die
Alarmvorrichtung in Tätigkeit getreten ist.
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Um im Moment der Neueinstellung keine Unterbrechung der Kontrolle
eintreten zu lassen, können zweckmäßig mehrere Meßvorrichtungen für den sekundären
Vorgang vorgesehen sein, deren Nulleinstellung in verschiedenen Momenten des sekundären
Vorgangs erfolgt, so daß die eine normal arbeitet, wenn die andere neu eingestellt
wird und umgekehrt.
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Eine gleiche Anwendungsart derartig verbundener Meßinstrumente läßt
sich z. B. zur Anzeige v o , Rohrbrüchen finden. Ebenso kann der Erfindungsgedanke
in der i@Ieteoro@ogie, im Maschinenwesen, in der Schiffahrt, im Feuerlöschwesen
und auf vielen anderen Gebieten für die dort interessierenden Vorgänge und Großen
(Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Erwärmung, Wassertiefe, -teinperatur und Dichte) mit
Erfolg angewendet werden.
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In den Abb. i und 2 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. In der Abb. i bezeichnet Zl und Z. je einen Zeiger auf konzentrischen
Achsen, von denen 7_1 den primären Vorgang, z. B. die Zeit, und Z, den zu überwachenden
Vorgang, z. B. die Temperatur beim Verlauf einer schematischen Reaktion anzeigt.
Es sei angenommen, daß Z, rascher läuft als Z, und zwar in der Drehrichtung des
Pfeiles. ZZ wird also schließlich, wein nichts anderes eintritt, eine Spitze S erweichen.
Da beide Zeiger Z1, ZZ wiederum im Stromkreis einer elektrischen Signalvorrichtung
liegen, wird in diesem Fall diese Signalvorrichtung betätigt. Gleichzeitig sind
weitere Kontakte K 1, K., Ii, angeordnet, die durch einen Nocken N beim Umlauf des
Zeigers Z_1 geschlossen werden. Sie sind parallel geschaltet und liegen im Stromkreis
eines Magneten Vif, der, wenn er erregt wird, eine Zahnradkupplung R ausschaltet.
Diese Zahnradkupplung dient dazu, um den Zeiger Z, mit dein Meßapparat für den sekundären
Vorgang P zu verbinden. Dieser Zeiger Z., bewiegt
sich nun entgegen
einer Federspannung I, die ihn, wenn die Zahnradkupplung entkuppelt ist, zurückführt,
und zwar bis an den Nocken N, auf dem Zeiger Z,.
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Der Vorgang ist nun folgender: Es sei angenommen, daß P ein Temperaturmesser
ist, welcher den Verlauf einer chemischen Reaktion überwacht, während Z, der Minutenzeiger
eines Uhrwerks sein möge. Die Spitze S sei so eingestellt, daß der Zeiger 7, bei
normalem Temperaturanstieg des reagierenden Gemisches die Spitze noch nicht erreicht
hat, wenn der Nocken N .einen der Kontakte K, schließt, daß aber bei schnellem Temperaturverlauf
Z= früher an S anlangt wie N an irgendeinen Kontakt K. Verläuft der Vorgang normal,
so wird im vorgeschriebenen Intervall durch Schließung eines der Kontakte K der
Magnet M erregt, die Kopplung gelöst, der Zeiger Z.. an den Nocken N1 zurückgeführt
und, da sich die Kontaktfedern bei K inzwischen getrennt haben, die Zahnradkupplung
wieder eingeschaltet. Z, wird also normalerweise S niemals erreichen. Geschieht
es doch, so ist das ein Zeichen für einen zu schnellen Temperaturanstieg. In diesem
Fall wird der Stromkreis der elektrischen Alarmvorrichtung G geschlossen und es
erfolgt ein Signal.
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Um nun auch noch zu erreichen, daß bei Spitzenbelastungen vor Ablauf
des normalen Zeitintervalls die Kontrollvorrichtung des zu beobachtenden Vorganges
sich wiederum auf Null einstellt, ist in dem Ausführungsbeispiel eine zweite Wicklung
l1 des Magneten :11 mit der Batterie B der Alarmvorrichtung (T in Reihe geschaltet,
so daß auch bei der Schließung des Kontaktes S der Alarmvorrichtung der Magnet l11
betätigt und die Kontrollvorrichtung zurückgestellt wird.
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In der Abb.2 ist in schematischer Form gezeigt, wie man durch gleichzeitige
Verwendung mehrerer Kontrollvorrichtungen und Z3 für den zu beobachtenden Vorgang
erreichen kann, daß immer, wenn die eine Kontrollvorrichtung auf Null zurückgestellt
wird, die andere in Tätigkeit bleibt. Es sind für den zu beobachtenden Vorgang;
zwei gegeneinander versetzte Kontrollapparate Z_ und Z3 angeordnet, die mit dem
Meßapparat P durch völlig unabhängige Zahnrad- und Ausrückgetriebe verbunden sind.
Für die Rückstellung dieser Kontrollvorrichtungen Z. und Z3 sind sinngemäß versetzte
Kontakte K,, K2, K3 bzw. lji , K,', K3 angeordnet, deren Versetzung der Versetzung
der Kontrollvorrichtungen entspricht. Die Wirkungsweise jeder einzelnen Kontrollvorrichtung
ist im übrigen genau so, wie sie an Hand der Abb. i beschrieben ist.
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Die Art der miteinander gekuppelten Meßapparate ist an sich völlig
gleichgültig, und es ist daher auf ihre Beschreibung und Konstruktion kein Gewicht
gelegt. So kann P z. B. auch ein gewöhnlicher umlaufender Tourenzähler, ein Barometer
o. dgl. sein. Alle derartigen Apparate lassen sich in einer für den vorliegenden
Fall geeigneten Weise durch Zwischenschaltung von an sich bekannten Übersetzungen
mit Kontrollvorrichtungen nach der Erfindung kuppeln.