DE261031C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 261031 KLASSE 21 e. GRUPPE

MICHEL RAGOEN in BRÜSSEL.

Mit einem elektrischen Meßinstrument vereinigtes Relais.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. November 1911 ab.

Die vorliegende Erfindung hat ein Maximum- und ein Umkehrrelais zum Gegenstände, welches von einem beliebigen elektrischen Meßinstrument beeinflußt wird, mit welchem es vereinigt ist und dessen Stromkreis von dem des Relais in solcher Unabhängigkeit steht, daß die durch seine Zeiger hergesi eilten Kontakte dessen Tätigkeit in keinerlei Weise beeinträchtigen.

ίο Der Zeiger des Meßinstrumentes ist ausgeglichen durch eine Verläng-erung der Zeigernadel über ihren Drehpunkt hinaus, welche mit metallischen Stäbchen oder Hörnern versehen ist, die nach einem Kreise um den Drehpunkt der Nadel gekrümmt sind.

Eine Hilfsnadel kann auf einer besonderen Achse angebracht sein, die in der Verlängerung der Zeigerachse liegt, so, daß sie sich mit dieser gleichzeitig bewegt und in einem bestimmten Augenblick auf einen einstellbaren Kontakt trifft und dadurch den Strom einer Weck- oder einer anderen ähnlichen Einrichtung schließt. Die Einrichtung kann leicht an vorhandenen Meßapparaten angebracht wer-

•25 den, ohne daß sie irgendwie deren Genauigkeit oder Empfindlichkeit beeinträchtigt. Der vereinigte Apparat hat so gleichzeitig die Eigenschaft eines guten Meßinstrumentes als auch eines Präzisionsrelais und ist frei von dem unter dem Namen »Kleben« bekannten Fehler, den gegenwärtig alle Relais aufweisen, die auf magnetischer Anziehung beruhen. Außerdem ist die Empfindlichkeit durch das Fehlen jeder merklichen Reibung erhöht.

Auf der beiliegenden Zeichnung" sind einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt :

Fig. ι zeigt die Ansicht eines vereinigten Amperemeters und Relais.

Fig. 2 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

Fig. 4 ist eine Ansicht von unten, aus welcher ersichtlich ist, wie die Einrichtung an einem vorhandenen Amperemeter angebracht ist.

Fig. 5 stellt das Schema einer mit dem vereinigten Apparat ausgerüsteten Schaltung dar.

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht eines Meßinstrumentes, das gleichzeitig als Umkehrrelais, Weckrelais, Maximum - Zeitrelais oder als Maximum-Momentrelais dienen kann.

Fig. 7 stellt teils in Ansicht, teils im Schnitt pchematisch eine abweichende Form des in I'ig. 6 veranschaulichten Apparates dar, bei .welcher der Strom nicht mehr durch die Nadelachse fließt.

Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig: 7.

Bei der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Zeiger ι des Amperemeters auf einer Achse 2 befestigt, die in der Verlängerung der Zapfen 2' und2" liegt, welche die den Ausschlag der Nadel bewirkende Wicklungstrommel 3 tragen. Die Achse 2 stützt sich auf den Zapfen 2' mittels eines isolierenden Zwischenstückes 16

und ruht mit ihrem anderen Ende in einer Rubinpfanne, die mit Hilfe einer Schraube einstellbar ist, während der Zapfen 2." in der gewöhnlichen Weise auf einer als Pfannenlager ausgebildeten Schraube 5 ruht. Die andere Lagerschraube 4 ist an einer Brücke 6 befestigt, die von Bolzen 7 getragen wird, welche an einen Stützring 8 angeschraubt sind. Die Brücke wird durch Abstandsrohre9 in passender Entfernung von dem Stützring gehalten. Die Brücke 6 ist von den Bolzen 7 und den Abstandsrohren 9 durch Hülsen 10 isoliert. Der Stützring 8, am besten aus Kupfer, ist durch Schrauben 11 auf den Polschuhen 12 des Magneten 13 des Amperemeters befestigt.

Unter dem Stützring 8 ist ein U-förmiger

Teil 14 angebracht, dessen Querstück 15 die Lager schraube 5 trägt. Der Strom tritt ein in die Wicklung 3, wie gewöhnlich, durch die Klemme 17, den Leiter 18, eine durch eine Klemmschraube 20 am Ständer 9 befestigte Hülse 19, eine Spiralfeder 21, deren anderes Ende am Zapfen 2' befestigt ist, weiter durch diesen Zapfen 2,' und das Anschlußende 22 des Drahtes 3; er tritt aus der Wicklung 3 aus durch das Anschlußstück23, den Zapfen2", die Spiralfeder 24, die zur Einstellung der Federspannung gebräuchliche Platte 25, den Leiter 26 zur Klemme 27.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Zeigernadel ι durch eine Verlängerung 28 ausgeglichen, die mit zwei metallischen, um dia Achse 2 gekrümmten Hörnern 29 und 30 \^rersehen ist. Auf beiden Seiten dieser Achse sind zwei gekrümmte Röhrchen 31 und 32 angeordnet, welche Quecksilber enthalten, auf dessen Oberfläche ein Tröpfchen Öl 33 schwimmt. Diese Röhrchen sind ebenfalls nach Kreisen um die Achse 2 gekrümmt und liegen in der Verlängerung der Hörner 29 und 30, so daß bei einem Ausschlag der Nadel ι die Hörner in das Quecksilber der Röhrchen eintauchen können. Diese sind auf metallischen Schlitten 34 und 35 befestigt, deren Grundflächen mit Führungsstücken 36 ausgelüstet sind, welche in kreisförmigen festen Bahnen 37 gleiten. Die Schlitten 34 und 35 werden durch Stellschrauben 38 eingestellt, die in Muttern 39 eingreifen, welche auf diesem Schlitten drehbar angeordnet sind. Durch Bunde, die sich gegen Führungshülsen 40 stützen, werden die Stellschrauben an einer Längsverschiebung verhindert.

Die Führungshülsen 40 sind ebenfalls so in Zapfen gelagert, daß sie auf den festen Gleitbahnen 37 schwingen können und so den Stellschrauben 38 eine gewisse Bewegung um die Achse gestatten, sobald man sie dreht, um die Schlitten einzustellen. Das Quecksilberröhrchen 31 liegt im Stromkreise des Umkehrrelais. Es ist so eingestellt, daß, wenn dia Nadel 1 die Nullstellung auf der Teilung 41 verläßt und nach der negativen Seite hin ausschlägt, das Horn 29 sofort in das Quecksilber dieses Röhrchens eintaucht und so den Strom des Umkehrrelais schließt. Dieser Strom fließt dann von der Klemme 42 durch den Leiter 43, die Brücke 6, die Einstellplatte 44, den metallischen Streifen 45, eine einstellbare Spiralfeder 46, die Achse 2, die Nadel 1, das Horn 29, das Quecksilber in dem Röhrchen 31 und, falls das letztere aus einem nicht leitenden Stoffe, z. B. Glas, hergestellt ist, durch einen Platindraht, welcher den Boden des Röhrchens mit dem am besten aus Kupfer hergestellten Schlitten 34 verbindet, weiter durch den Ansatz 36, die ebenfalls aus Kupfer hergestellte Gleitbahn 37, den Leiter 47 zur Klemme 48.

Die Spiralfedern haben den Zweck, eine elektrische Verbindung zwischen der Achse 2 und einer der Klemmen des Relais herzustellen, ohne irgendwie den Ausschlag des Zeigers ι zu behindern. Die Einstellung der Federspannung geschieht auf die bekannte Art mittels metallischer kreisförmiger Plättchen 44, welche sich um die Pfannenschräubchen drehen können, und mit Hilfe von Schrauben 49, die in kreisförmige Schlitze 50 eingreifen, in jeder beliebigen Stellung festgeklemmt werden können.

Das Quecksilberrohr 32 gehört zum Maximumrelais und wird so eingestellt, daß, wenn die Zeigernadel 1 die Stellung erreicht, welche der größten zugelassenen Stromstärke entspricht, das Horn 30 in das Quecksilber eintaucht, wodurch dann ein Strom durch den Leiter 43, die Brücke 6, die Feder 46, die Achse 2, die Nadel 1, die Spitze 30, das Quecksilber in dem Röhrchen 32, den Schlitten 35, die entsprechende Gleitbahn und den Leiter 51 zur Klemme 52 fließen kann.

Der öltropfen, welcher auf der Oberfläche des Quecksilbers schwimmt, hat den Zweck, die Bildung von Öffnungsfunken zu vermeiden, sobald die Hörner 29 und 30 das Quecksilber verlassen; außerdem bewirkter eine Art von Schmierung dieser Hörner, die deren Austritt aus den Röhren erleichtert und so das Kleben vermeidet, sobald die Stärke des "0 Hauptstromes, nachdem sie den bestimmten Maximalwert erreicht hat, wieder auf irgendeinen zulässigen Wert herabgeht.

Fig. 4 zeigt, wie die Erfindung an einem vorhandenen Amperemeter angebracht ist, bei dem die Zeigernadel 1, die Zapfen 2' und 2"', die Wicklung 3, der Stützring 8, die Brücke 6 und die Klemme 17 und 27 vorhanden sind. Die Säulen 7 sind nach vorn verlängert, um zwei Hilfsbrücken 53 und 54, zwischen denen eine zweite Achse 55 angebracht ist, zu tragen. Der hintere Teil des Zeigers ist nach vorn um-

gebogen und von den metallischen Hörnern 29, 30, die ebenso wie in Fig. 1 angeordnet sind, durch ein nicht leitendes Zwischenstück .56 isoliert. Der Strom gelangt zu den Hör nern von den Klemmen 42 über den Leiter 43, die Brücke 53, die Spiralfeder 46, die Achse 55 und die Spiralfeder 57. Der Strom, welcher die Wicklung durchläuft, geht, wie gewöhnlich, durch die Brücke 6, die Feder 21, den Zapfen 2', die Wicklung 3, die Feder 24 und den Leiter 26. Diese beiden Stromkreise sind vollkommen voneinander getrennt, so daß der Relaisstrom nicht den geringsten Einfluß auf die Wicklung 3, also auch auf den Ausschlag der Nadel 1 ausübt. An der Hilfsachse 55 kann man eine Hilfsnadel 58 anbringen, deren Zeigerspitze über einer metallischen Teilung 59 (Fig"· ^l) schwingt, welche durch eine Klemme 60 mit dem Stromkreise einer Weckeranlage verbunden ist, die in dem Momente in Tätigkeit tritt, wo der Zeiger 58 einen federnden Anschlag 61 berührt, der auf der Kreisteilung 59 eingestellt werden kann. Dadurch wird ein Stromkreis geschlossen, der durch den Leiter 43, die Achse 55, die Nadel 58, die Kreisteilung 59 und den Weckerstromkreis gebildet ist.

Fig. 5 zeigt die Wirkungsweise dieser Apparate im Zusammenhange mit dem zu einem Generator G gehörigen selbsttätigen Ausschalter 62. 63 und 64 sind die Sammelschienen, an welche die verschiedenen Kabel wie auch die Schienen 65 und 66 der Akkumulatorenbatterie 67 angeschlossen sind. Der Teil 68 der Wicklung des Ausschalters 62 bewirkt dessen Schließung, wenn der Handschalter 69 eingelegt wird. Der Teil 70 der gleichen Wicklung bewirkt die Öffnung des Ausschalters 62 und wird durch die Maximum- und Umkehrrelais automatisch betätigt, α ist das zum Generator G gehörige Amperemeter und ν das entsprechende Voltmeter. Diese Apparate sind mit der vorliegenden Einrichtung ausgestattet und sind dadurch Umkehr- und Maximumrelais. Wenn nun ein Rückstrom in dem Generator entsteht, taucht das Horn der Amperemeternadel in die Quecksilberröhre 31 und schließt den Stromkreis 71, 72, 73. Dadurch wird der Anker 74 angezogen und schließt den Stromkreis 75, 76, in welchem die Wicklung 70 liegt, so daß der Ausschalter geöffnet wird. Diese Wirkung tritt augenblicklich ein.

Wenn die Stromstärke des Generators G den bestimmten oberen Grenzwert erreicht, taucht das Horn des Amperemeterzeigers in das Röhrchen 32 und schließt dadurch den Stromkreis 71,77, 78. Der Anker des Zeitschalters 79 wird angezogen und der Nocken 80 schließt die Kontakte 81, wodurch der Anker 74 angezogen und der Stromkreis 73, 7$, 76, 70 geschlossen wird. Hierdurch öffnet sich der Ausschalter 62.

Die Verwendung eines Zeitschalters ist natürlich freigestellt.

Das Voltmeter ν betätigt auf ähnliche Art die Weckeinrichtung 82, 83.

Die in der Fig. 6 schematisch dargestellte Vorrichtung besteht aus vier Quecksilberröhrchen 84, 85, 86, 87, die auf Schlitten befestigt sind, welche mittels Schrauben 88 eingestellt werden können. Der Zeiger des Meßinstrumentes ist seitlich verlängert. Das Gleichgewicht wird mit Hilfe von kleinen Gegengewichten 89 aufrecht erhalten. Das Quecksilberröhrchen 84. liegt im Stromkreise des Umkehrrelais. In den Röhrchen 85, 86, 87 steht das Quecksilber verschieden hoch. Zuerst taucht das Horn 90 in das Röhrchen 85 ein und schließt den Stromkreis 91 einer Weckeinrichtung 92. Wenn jetzt der Zeiger 1 eine Stromstärke anzeigt, bei der der Generator noch ohne Gefahr einige Zeit hindurch arbeiten kann, taucht das Horn 93 in das Quecksilberröhrchen 86 ein und schließt so den Stromkreis 94, wodurch der Zeitschalter 95 in Tätigkeit gesetzt wird.

Falls der Überlastungszustand über die durch den Zeitschalter bestimmte Zeit hinaus dauert, so schließt dieser nach Ablauf einer bestimmten Zeit den Stromkreis 96 der Relaiswicklung 97. Dadurch wird der Stromkreis, in welchem die Wicklung des Ausschalters 98 hegt, geschlossen.

Sobald die Stromstärke einen gefährlichen Wert annimmt, taucht das Horn 99 in das Röhrchen 87 ein und schließt den Stromkreis 100. Hierdurch wird auf der Stelle der Schalter 98 geöffnet.

Die Quecksilberröhrchen sind, in konzentrisehen kreisförmigen Gleitbahnen 101 beweglich und ruhen auf den Spitzen 102 von Schrauben 88, die in Hülsen 103 liegen, welche in dem unteren Teil der Quecksilberröhrchen angeordnet sind.

Durch Anwendung eines weiteren Quecksilbernäpfchens, welches an die positive Klemme des Relais angeschlossen ist, kann man vermeiden, daß der Strom durch die Achse oder eine Verlängerung der Achse des no Zeigers fließt. Dadurch entfallen auch die Hilfsbrücken 53 und 54, die Achse 55 (s. Fig. 4), sowie die isolierenden Zwischenstücke 16 (s. Fig. 2) und 56 (s. Fig. 4), die den Relaisstrom von dem Meßinstrumentenstrom trennen.

Diese Anordnung ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Man erkennt einen Apparat, der dem in Fig. 6 abgebildeten ähnlich ist. Er besteht in der Vereinigung eines Amperemeters mit einem Maximumrelais, welches auf die Stromkreise einer Weckanlage, eines Zeit--

Claims (3)

schalters und eines Momentschalters einwirkt. Auf der Achse eier Amperemetertrommel sitzt ein kleiner Winkelhcbel 104 bis 105; am kurzen Arme 105 dieses Winkelhebels ist unter Zwischenschaltung eines kleinen isolierenden Zwischenstückes 106 die Zeigernadcl 1 des Amperemeters angebracht. Sie trägt eine bestimmte Zahl von Hörnern 90, 93, 99, 107, welche in die leitende Flüssigkeit der Röbrchen 85, 86, 87, 108 eintauchen sollen. Längs des Armes 104 dieses Winkelhebels kann ein Gegengewicht 89, das die Nadel 1 mit ihrem Zubehör ausgleichen soll, verschollen werden. In dem in Fig. 7 dargestellten Beispiele sind die Röhren aus Metall und gehen unten in einen flachen Teil 115 über. Das Röhrchen 108 ist mittels Schrauben 109 an einer Platte 110 aus Ebonit o. dgl. befestigt, die an einem festen Teile des Apparates, z. B. an dem Magneten 13 angebracht ist. Die anderen Röhrchen dagegen können mit Hilfe von Schrauben 111 eingestellt werden, die sich auf Hülsen 112, welche an der Platte 110 befestigt sind, stützen. Die Stellschrauben arbeiten in einem Innengewinde, welches in eine Leiste 113 am unteren Ende der Verlängerung 115 der Röhrchen geschnitten ist. Diese Röhrchen sind in vertikaler. Richtung durch Schrauben 114 geführt, die an dem Verlängerungsstück 115 der Röhrchen befestigt sind und frei durch senkrechte Schlitze 116 in der Platte 110 gehen. Das Rohr 108 ist an die positive Klemme des Relais geschlossen, das Rohr 85 liegt im Weckerstromkreis, das Röhrchen 86 im Stromkreise der Wicklung, welche den Zeitschalter betätigt, und das Röhrchen 87 im Stromkreise eines Momentschalters, entsprechend dem Schema in Fig. 6. Das Horn 107 hat eine solche Länge, daß es als erstes in das entsprechende Quecksilberröhrchen taucht. Wenn jetzt der Zeiger ι auf seiner Teilung 41 ausschlägt, wird zuerst der Weckerstromkreis über die Röhrchen 108 und 85 geschlossen, dann der Stromkreis des Zeitschalters durch die Röhrchen 108 und 86, und endlich der Stromkreis des Momentschalters durch die Röhrchen 108 und 87. Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind natürlich nur Beispiele; der Erfindungsgedanke läßt sich auch in vielerlei hiervon abweichenden Formen verwirklichen. Ρλτεν τ-Ansprüche:

1. Mit einem elektrischen Meßinstrument vereinigtes Relais, bei dem der Instrumentenzeiger mit Kontakthörnern versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hörner des mit der einen Relaisklemme verbundenen Instrumentenzeigers den Strom schließen, ohne die Bewegungsfreiheit des Instrumentenzeigers zu beeinträchtigen, indem sie zu diesem Zwecke in Quecksilberkontakte eintauchen, welche mit der anderen Klemme des Relaisstromkreises verbunden sind.

2. Ausführungsform des Relais nach Anspruch 1 zum Einbau in ein vorhandenes Meßinstrument, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen zwei Hilfsbrücken (53,54) gelagerte Hilfsachse (55) durch die Zeigernadel des genannten Instrumentes mitbewegt wird und mittels einer Spiralfeder mit einer gegen diese Nadel isolierten Verlängerung elektrisch verbunden ist.

3. Mit einem Meßinstrument vereinigtes Vielfachrelais zur Überwachung der Belastung elektrischer Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigernadel eine abgebogene Verlängerung hat (Fig. 6), und daß einer der beiden Zeigerarme mit einem Hörne versehen ist, welches mit einem Quecksilberröhrchen zusammen ein Stromumkehrrelais darstellt, während der andere Arm mit mehreren Hörnern (90, 93> 99) versehen ist, von denen das erste beim Eintauchen in ein Quecksilberröhrchen den Strom einer Weckanlage oder irgendeiner anderen geeigneten Vorrichtung schließt, -das zweite Horn beim Eintauchen in sein Quecksilberrohr bei Überlastung den Strom eines Zeitschalters schließt, der nach Ablauf einer bestimmten Zeit einen Ausschalter (98) öffnet, und das dritte Horn beim Eintauchen in sein Quecksilberröhrchen augenblicklich den Auslösestromkreis dieses Ausschalters schließt, wobei der Strom der Nadel entweder durch ihre Achse oder durch einen Hilfskontakt zugeführt wird, welcher in ein Quecksilberröhrchen taucht, das mit 100' der Stromeintrittsklemme des Relais verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.