Abtast- und Terstelleinrichtung für ausschlagsabhängige Kompensations-lless-, Schreib- und Regelgeräte. Für die Durchführung genauer Messun gen, der Registrierung und Steuerung von technischen Grössen und Zuständen, die als elektrische Spannungen dargestellt .oder ab- o# gebildet werden können, gibt es zahlreiche Geräte, die auf dem Prinzip der Komp.ensa- tionsmessmethode aufgebaut sind.
Die mess- technischen Vorzüge solcher Anordnungen sind allgemein, bekannt. In der erwähnten Kompensationsmethode arbeiten derartige Einrichtungen @im Prinzip folgendermassen: Die zu messenden elektrischen Spannungen, die z. B. von einem Th@ermo,element hervor gebracht werden, sind über ein Nullgalvano meter gegen eine gompensationisspannung beschaltet, die z.
B. als Spannungsabfall an einem veränderbaren Widerstand durch eine konstante R @ilfastromquelle hervorgebracht wird. Im allgemeinen stimmen die zu mes- ende Spannung und die KompensationGspan- nun" nicht überein, so dass der Zeiger des Niillga.lva;nometerseinen Ausschlag macht.
Dieser Ausschlag wird nach Grösse und Rich- tung der Abweichung von einer mittleren Nullage mechanisch abgetastet. Das Abtiast- organ selbst bewirkt dann seinerseits in Ab hängigkeit von Grösse und Richtung ,des:
Aus schlages des Nullgalvanometers die Verstel lung eines Kontaktes an dem Kompeusations- widerstand im Sinn der Annäherung an den Zustand der Spannungskompensation. Arbei tet die Abtasteinrichtung beispielsweise periodisch, so. wird also der durch den Aus schlag Null des Nullgalvano@meters gekenn zeichnete Kompensationszustand in einem oder in: mehreren: Schritten erreicht.
Der me chanisch verstellte Kontakt am Kompensa- tionswiderstau @d, beispielsweise ein Schlitten an einem Schleifdraht oder -einer Wider- stan dswend.el, kann einen Zeiger oder eine Schreibfeder tragen;
.auch können durch die Bewegung des verstellbaren Kontaktes nach der einen oder andern Richtung Regelkon takte oder Signalkontakte betätigt werden. Man erhält auf diese Weise ein Mess-, Schreib- oder Regelgerät, bei dem die elektri- sche Spannung durch .Spannungskompensa- tion gemessen wird.
Zur Erreichung der für die Abtastung und Steuerung nötigen Bewegungen und Vor gänge ist jedoch bei allen bekannten Kon struktionen eine grosse Anzahl zum Teil sehr komplizierter Bauelemente nötig. Dadurch sind diese Apparate sehr teuer in der Her stellung und haben viele Teile und Gelenke. die dem Verschleiss unterworfen sind. Der Aufbau ist recht unübersichtlich und i.nfolge- dessen ,die Justierung und Wartung nur mit. Spezialwerkzeugen möglich.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abtast- und Verstelleinriehtung für a:usschlagsabhängige Kompensations-, Dless-. Schreib- und Regelgeräte, bei der mit einer weit geringeren Zahl von Einzelteilen ein betriebssicherer, robuster und leicht über- ,sichtlicher Aufbau erzielt werden kann.
Von den bekannten Ausführungen unterscheidet sie sich dadurch, @dass die Abtastein.richtung n e -ben ein emAbtastorgan füt,die Bestimmung C, der Ausschlagsgrösse, welche den Betrag (Schritt) ,der notwendigen, Regelung eine Regelorganes bestimmt,
ein zweites Abtast- organ aufweist, das den Richtungs inn der notwendigen Regelung bestimmt und die Regelungswirkung des ersten Abtastorganes in den einen oder andern Richtungssinn ein stellt. Dabei kann die Verstellung des Regel organes (z.
B. eines Widerstandes) in der einen Richtung durch eine Kurvenscheibe, in der andern Richtung durch Federn erfolgen, die durch die Kuivenscheibe gespannt wer den., so dass also alle zur Betätigung der Ab- tasteinrichtung und Verstell.einrichtung nöti gen Kräfte durch diese einzige Energiezu- führungseinrichtung übertragen werden.
In der beiliegenden Zeichnung !sind Aus- führungsbeispiele des Erfindungsgegensta.n- des dargestellt, und zwar zergt: Fig. 1 eine Gesamtansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Abta;
steinrichtung, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Abtasteinrichtung mit elektrischem Umschal ter und Fig. 3 bis 9 :die einzelnen Arbeitspbasen bei ,der Ausführungsform nach Fig. 1. In Fig. 1 dreht ein nicht dargestellter Antrieb die Welle 1 mit der Kurven,scheibr@ in der Pfeilrichtung.
Die beiden Bügel 4 und 5 sitzen lose auf der Achse 6 und wer den von den Federn 3 mit ihren Laufrollen 7 und 8 gegen die Kurvenscheihe 2 gezogen. Der Richtungsbügel 4 und der gestufte Sclrrittbügel 5 machen a.liso, von der dauernd drehenden Kurvenscheibe 2 gesteuert, perio dische Auf- und Abbewegungen. Sie tasten dabei die Stellung des Zeigers 9 des 3tesswer- kes 10 ab.
Eine Schiene 11 bildet dabei das Widerla.ger. Auf der Schiene 11 ist die Mit- tel:stellung cles Zeigers 9 durch eine 0 mar kiert. Sowohl der Richtungsbügel 4 als auch der Schrittbügel 5 sind stufenartig abge setzt;
infolgedessen wird der Hub der Ab- tastbewegung je nach der Stellung des Zei gers entsprechend begrenzt. Die Stufen 1? sind beim Schrittbügel 5 von der Mitte aus nach beiden Seiten (symmetrisch) abfallend angeordnet.
Beim Richtungsbügel 4 ist nur eine Stufe genau in der Mitte abgesetzt. Die Grösse des Hubes wird durch die über den Drehpunkt der Bügel hinaus verlängerten Hebel 13 und 14 auf die Steuereinrichtung übertragen.
Die Steuereinrichtung weist. eine Klinke 15 auf, die drehbar auf der Achse 16 im He bel 14 gelagert ist. Durch einen Führungs- stift 17 wird die Klinke 15 in der Grund- stellung im Schlitz 18 der Kulisse 19 so ge führt, dass sie auf keiner Seite in das Zahn rad 20 eingreift. Das Zahnrad 20 sitzt fest auf der Achse 6,
die zweckmässigerweise auch gleich die Achse eines Regelwiderstan- des ?7 ist. Im Arm 21 der Klinke 15 sitzt ein Stift 22, der in die Aussparung 24 des auf der Achse 16 drehbar gelagerten Hebels 2? hineinragt.
Die Abmessungen des Stiftes 22 und der Aussparung 24 sind so gewählt, dass der Hebel ?3, von der Feder 29 gezogen, in seine rechte oder linke Endlage schnappt, wenn man ihn über seinen Totpunkt nach links oder rechts bewegt. Er hat dann das Bestreben, < auch die Klinke 15 in der einge- schlag enen Richtung mitzunehmen.
Diese kann jedoch zunächst nicht aus ihrer durch die Kulisse 19 bestimmten hab folgen. Der Hebel 23 besitzt noch einen Arm 25, an dem bei jeder Umdrehung der Kurvenscheibe 2 ein Stift 26 vorbeidreht und ihn in die ge- zeichnete Lage kippt.
Diese mechanische Schalteinriohtung kann auch durch eine solcbe mit elektrischer Einstellvorrichtung :ersetzt werden, vie dies in Fig. 2 gezeichnet ist. Bei :dieser AusTüh- rungsfo:rmsitzt .auf dem Richtungsbügel 4 eine 11-g-Umschaaltröhre 30, die in ihrer Ruhe lage Aden Stromkreis I schliesst.
Infolgedessen zieht der Elektromagnet 31 die Klinke 15 an. Beim Abtasten ;des Messwerkzeigers 9 wird die Röhre 30 gekippt. Der Kippweg ist so bemessen, :dass eine Umschaltung aber noch nicht. erfolgt, wenn der Richtungsbügel 4 den: Messwerkzeiger 9 mit :
seiner links von der Nullmarke liegenden Kante erfasst. INTur wenn der Messwerkzeiger mit der reehts von der Nullmarke liegenden niedrigen Kante abgetastet wird, isst :der Hub des Richtungs- bügels: 4 gross :genug, dass ;die umgeschaltet und damit der Ma gnet 32 ;
ein- und der Magnet 31 abgeschaltet, wird.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 ver- anschaulichten, Einrichtung ist in.den Fig. 3 bis 9 schematisch :dargestellt.
Die Fig. 3 bis 6 zeigen. Stellungen der Einrichtung, wenn der Messwerkzeiger 9 in der mit 0 bezeich- neten Mittelstellung steht (Fig. 5) bezw. wenn. er nach der Minusseite (s. Fig. 1) ab weicht. Fig. 7 bis 9 zeigen Stellungen der Einrichtung bei Abweichungen des;
Mess- wertes nach der Plusseite des Sollwertes.
In Fig. 3 ist die Grundstellung der Ab- tasteinrichtun@g dargestellt. Die Kurven scheibe 2 hält ,die beiden Bügel 4 und 5 über die beiden Anlaufrollen 7 und 8 in ihrer höchsten Stellung; der Messwerkzei,ger 9 ist infolgedessen freigegeben. Die Klinke 15 ist mit. ihrem Fü!hrnngs seift 17 im Schlitz*18 der Kulisse 19 geführt und mit dem Zahn rad 20 nicht im Eingriff.
Bei einer Drehung der Kurvenscheibe 2 in Pfeilrichtung nach Fig. 4 fällt zunächst der Riehtun;gsbü,gel 4 mit seiner Rolle 8 unter der Einwirkung der Feder 3 in die Ausnehmung der Kurve ein; er dreht sieh dabei frei um die Achse 6 und erfasst mit seinem links von der Marke 0 liegenden ho hen Teil ;den Zeiger 9 und drückt ihn gegen das Widerlager 11.
Damit ist der Hub des Richtungsbügels 4 begrenzt. In dieser Stel lung erreicht der Hebel 13 nicht ;den An- schlagstift 28 des Hebels 23.
In der Stellung nach Fig. 5 ist nach Weiterdrehen der Kurvenscheibe 2 auch der Schrittbügel 5 in die Ausnehmung der Kur- venscheibe eingefallen,. Auch isein Hub wird durch den Zeiger begrenzt.
Infolge der nach beiden 8eiten treppenförmig gestuften Ab- tastkante ist er um so grösser, je weiter der Messwerkzeiger von der Mittelstellung ab weicht.
Da im. amgenommenen Fall der Zeiger in oder Mittelstellung ;erfasst wurde, beschreibt der ,Schrittbügel 5 hier seinen kleinstmög- lichen;
Weg, er macht "seinen kleinsten Schritt". Die an seinem Hebel 14 sitzende Doppelklinke 15 verlässt bei diesein kleinen Hub noch nicht die Kulissenführung und die Klinke kann daher noch nicht mit dem Zahn rad 20 in Eingriff kommen; es unterbleibt daher auch eine Verstellung des Zahnrades 20 und des Widerstandes 27 über ;die Achse 6 (Fig. 1).
Die volle Umdrehung der Kur- ven;scheibe 2 führt dann beide Büäel in die Grundstellung nach Fig. 3 zurück.
Dagegen zeigt Fig. 6 eine Stellung, für welche angenommen ist, dass der 11Zesswerk- zesger so weit von Null nach links abweicht, dass ihn der Schrittbügel. 5 mit seiner nied- rigsten ,Stufe erfasst.
In diesem Fall legt der SchTittbügel 5 :seinen .grösstmöglichen: Weg zurück, er macht "steinen grössten .Schritt". Sofort, nachdem der unter Fig. 5 beschrie- bene kleinste Hub durchlaufen ist, fällt die Doppelklinke unter ;
der Einwirkung der Zug feder 29 mit ihrem obern Zahn auf da,s Zahn rad 20 und rutscht leer darüber hinweg. Beim Zurückführen des Bügels greift die Klinke jedoch in. :das Zahnrad ein und ver stellt über die Achse 6 :den Widerstand <B>27</B> um einen ganz bestimmten Betrag nach rechts.
Kurz vor Erreichung der Grundstel- lung wird die Klinke 15 durch .die Kulissen- führung 19 wieder aus dem Eingriff geho ben (Fig. 3).
Bei Abweichungen des i1Te:ssiverl@zeigers rechts von -der Nullmarken erfasst der Rich- tungsbügel 4 denselben mit .einem eine Stufe niedrigeren Teil. Seine Ilubbewegmng wird dadurch um einen Betrag bTösser, der nach Fig. 7 gerade ausreicht, :durch sein Auftref fen, auf den Stift 28 des Hehels 23 letzteren nach unten umzulegen.
Nach Zurücklegun@,@ des kleinstmöglichen. Hubweges des Schritt- bÜgels 5 gleitet die Doppelklinke, aus. ihrer Führung in der Kulisse und wird diesmal aber von der Feder 29 mit ihrem untern Zahn auf das Zahnrad 20 gezogen und greift ein. Hierdurch wird das Zahnrad 20 um einen, dem Hubweg des Bügels 5 entsprechenden Betrag nach links gedreht.
Die Rückführung der Bügel erfolgt,dann wieder durch die Kurvenscheibe 2. Dabei wird in diesem Fäll die Doppelklinke leer über das Zahnrad- zurückrutschen und mich wieder kurz vor Erreichen der Grundstellung durch die Kulissenführung 19 aus dem Ein- ,griff gehoben.
Für den Fall, da.ss bei der nächsten Ab- tastung eine Verstellung ,des Zahnrades 20 und damit :des Widerstandes 27 nach der andern. Richtung erforderlich wäre, muss nun noch der Hebel 23 in seine in der Fig. 3 ge zeigte Grundstellung gebracht werden. Dies erfolgt nach jeder Abtastperiode dadurch, da.ss :
der an der Kurvenscheibe 2 befestigte Stift 26 den Hebel 23 an seinem Arm 25 er fasst und nach oben umlegt.
Scanning and adjusting device for deflection-dependent compensation, writing and control devices. There are numerous devices that are based on the principle of the compensation measurement method for carrying out precise measurements, registering and controlling technical quantities and states that can be represented as electrical voltages or mapped.
The metrological advantages of such arrangements are generally known. In the above-mentioned compensation method, such devices work in principle as follows: The electrical voltages to be measured, the z. B. from a Th @ ermo, element are brought out, are wired via a Nullgalvano meter against a gompensationissspannung z.
B. is produced as a voltage drop across a variable resistor by a constant R @ilfastromquelle. In general, the voltage to be measured and the compensation span do not match, so that the pointer of the Niillga.lva; nometer makes a deflection.
This deflection is mechanically scanned according to the size and direction of the deviation from a mean zero position. The scanning organ itself then effects, depending on size and direction, of:
From the deflection of the zero galvanometer, the adjustment of a contact on the compensation resistor in the sense of approximating the state of voltage compensation. The scanning device works, for example, periodically, so. the compensation state marked by the zero deflection of the zero galvanometer is reached in one or in several: steps.
The mechanically adjusted contact on the compensation resistor @d, for example a slide on a sliding wire or resistor coil, can carry a pointer or a pen;
.Also, rule contacts or signal contacts can be operated by moving the adjustable contact in one direction or the other. In this way a measuring, writing or regulating device is obtained in which the electrical voltage is measured by means of voltage compensation.
To achieve the movements and processes required for scanning and control, however, a large number of components, some of which are very complicated, are required in all known constructions. This makes these devices very expensive to manufacture and have many parts and joints. which are subject to wear and tear. The structure is quite confusing and as a result, adjustment and maintenance only with. Special tools possible.
The present invention relates to a scanning and adjusting device for a: deflection-dependent compensation, Dless. Writing and control devices in which an operationally reliable, robust and easily clear structure can be achieved with a far smaller number of individual parts.
It differs from the known designs in that the scanning device n e -ben feeds an em scanning element, the determination C, the deflection variable, which determines the amount (step) of the necessary regulation of a regulating element,
has a second scanning element which determines the direction of the necessary regulation and sets the control effect of the first scanning element in one or the other sense of direction. The adjustment of the regulating organ (e.g.
B. a resistance) in one direction by a cam, in the other direction by springs, which are tensioned by the cam disk. So that all forces necessary to actuate the scanning device and adjusting device through these only Energy supply device are transmitted.
In the accompanying drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown, specifically broken down: FIG. 1 is an overall view of a first embodiment of the invention;
steinrichtung, Fig. 2 a second embodiment of the scanning device with electrical Umschal ter and Fig. 3 to 9: the individual Arbeitsspbasen in, the embodiment of Fig. 1. In Fig. 1, a drive, not shown, rotates the shaft 1 with the curves, Scheibr @ in the direction of the arrow.
The two brackets 4 and 5 sit loosely on the axis 6 and who pulled by the springs 3 with their rollers 7 and 8 against the curve 2. The direction bar 4 and the stepped step bar 5 make a.liso, controlled by the continuously rotating cam 2, periodic up and down movements. You scan the position of the pointer 9 of the 3-meter 10.
A rail 11 forms the abutment. The center position of the pointer 9 is marked by a 0 on the rail 11. Both the direction bar 4 and the crotch bar 5 are set abge in stages;
As a result, the stroke of the scanning movement is limited accordingly depending on the position of the pointer. The stages 1? are arranged with the crotch bar 5 sloping down from the middle to both sides (symmetrically).
In the case of the direction bracket 4, only one step is set off exactly in the middle. The size of the stroke is transmitted to the control device by the levers 13 and 14, which are extended beyond the pivot point of the bracket.
The control device has. a pawl 15 which is rotatably mounted on the axis 16 in the lever 14. In the basic position, the pawl 15 is guided by a guide pin 17 in the slot 18 of the link 19 so that it does not engage the toothed wheel 20 on either side. The gear 20 sits firmly on the axis 6,
which is expediently also the axis of a control resistor? 7. In the arm 21 of the pawl 15 there is a pin 22 which is inserted into the recess 24 of the lever 2? protrudes.
The dimensions of the pin 22 and the recess 24 are selected so that the lever 3, pulled by the spring 29, snaps into its right or left end position when it is moved to the left or right past its dead center. He then endeavors to also take the pawl 15 with him in the direction taken.
However, this cannot initially follow from its habits determined by the backdrop 19. The lever 23 also has an arm 25, on which a pin 26 rotates with each revolution of the cam 2 and tilts it into the position shown.
This mechanical switching device can also be replaced by one with an electrical adjustment device, as shown in FIG. In this embodiment, there is an 11 g switch-over tube 30 on the direction bracket 4, which closes the circuit I in its rest position.
As a result, the electromagnet 31 attracts the pawl 15. When scanning the measuring device pointer 9, the tube 30 is tilted. The tilting path is dimensioned so that: a switchover is not yet possible. occurs when the direction bracket 4 the: measuring tool 9 with:
its edge lying to the left of the zero mark detected. INT Only when the measuring tool pointer is scanned with the lower edge lying to the right of the zero mark, eats: The stroke of the direction bracket: 4 large: enough that; the switched and thus the magnet 32;
on and the magnet 31 is switched off.
The mode of operation of the device illustrated in FIG. 1 is shown schematically in FIGS. 3 to 9.
Figures 3 to 6 show. Positions of the device when the measuring tool pointer 9 is in the center position designated by 0 (FIG. 5) or. if. he deviates on the minus side (see Fig. 1). 7 to 9 show positions of the device in the event of deviations from the;
Measured value after the plus side of the setpoint.
The basic position of the scanning device is shown in FIG. 3. The curves disc 2 holds the two brackets 4 and 5 over the two run-up rollers 7 and 8 in their highest position; the Messwerkzei, ger 9 is released as a result. The pawl 15 is with. Their guide soaps 17 in the slot * 18 of the link 19 and is not in engagement with the toothed wheel 20.
When the cam disk 2 is rotated in the direction of the arrow according to FIG. 4, the directional control element 4 with its roller 8 first falls into the recess of the curve under the action of the spring 3; it rotates freely around the axis 6 and, with its high part to the left of the mark 0, detects the pointer 9 and presses it against the abutment 11.
The stroke of the direction bracket 4 is thus limited. In this position the lever 13 does not reach the stop pin 28 of the lever 23.
In the position according to FIG. 5, after the cam 2 has been turned further, the crotch bracket 5 has also collapsed into the recess of the cam. Its stroke is also limited by the pointer.
As a result of the stepped scanning edge on both sides, it is larger the further the measuring tool deviates from the central position.
Since in. Assumed case the pointer is in or in the middle position; was detected, the crotch bar 5 describes its smallest possible;
Way, he takes "his smallest step". The double pawl 15 sitting on its lever 14 does not yet leave the link guide with this one small stroke and the pawl can therefore not yet come into engagement with the toothed wheel 20; there is therefore no adjustment of the gear 20 and the resistor 27 via the axis 6 (Fig. 1).
The full rotation of the cam disk 2 then leads both brackets back to the basic position according to FIG.
On the other hand, FIG. 6 shows a position for which it is assumed that the tool deviates so far from zero to the left that the crotch bar does. 5 is recorded with its lowest level.
In this case the step stirrup 5: makes its .greatest possible: way back, it makes "the biggest stone .step". Immediately after the smallest stroke described under FIG. 5 has been completed, the double pawl drops;
the action of the train spring 29 with its upper tooth on there, s tooth wheel 20 and slips empty over it. When the bracket is returned, however, the pawl engages in.: The gear wheel and adjusts the resistance <B> 27 </B> by a very specific amount to the right via axis 6 :.
Shortly before reaching the basic position, the pawl 15 is lifted out of engagement again by the link guide 19 (FIG. 3).
If the i1Te: ssiverl @ pointer to the right of the zero marks deviates, the direction bracket 4 detects the same with a part one step lower. His Ilubbewegungmng is thereby bTösser by an amount which is just sufficient according to Fig. 7: by his encounter, to fold the latter down on the pin 28 of the handle 23.
After returning @, @ the smallest possible. Stroke of the step bracket 5 slides the double pawl. their leadership in the backdrop and this time is pulled by the spring 29 with its lower tooth on the gear 20 and engages. As a result, the gear 20 is rotated to the left by an amount corresponding to the stroke of the bracket 5.
The return of the bracket takes place, then again through the cam disk 2. In this case, the double pawl is slipped back empty over the gear and me again shortly before reaching the basic position by the link guide 19 lifted out of engagement.
In the event that an adjustment of the gear wheel 20 and thus: of the resistor 27 after the other occurs during the next scan. Direction would be required, the lever 23 must now be brought into its basic position shown in Fig. 3 GE. This is done after each sampling period because s:
the pin 26 attached to the cam 2, the lever 23 on his arm 25 he grabs and folds upwards.