DE551700C - Schaltuhr fuer Kurzzeitschaltungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
6. JUNI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE

in Berlin

Schaltuhr für Kurzzeitschaltungen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. September 1931 ab

Es sind Quecksilberschaltröhren, meist unter der zusätzlichen Bezeichnung »für \'erzögerte Schaltung«, bekannt, die für jeden Schaltvorgang, beispielsweise einen Kontaktschluß, einer raschen Lagenänderung bedürfen und während einer auf diesen Lagenwechsel folgenden und nur durch bauliche Eigentümlichkeiten bedingten Zeitspanne wirksam sind. Solchen Schaltröhren, deren Lagenwechsel

ίο man in der Regel durch Kippen bewirkt, ist also eine Bereitschaftslage und eine Normallage eigen, und in dieser Normallage sind sie kurzzeitig wirksam, wenn der Übergang von der Bereitschaftslage zur Normallage unverzögert erfolgt. Die Geschwindigkeit der Überführung einer solchen Quecksilberkippröhre aus der Normallage in die Bereitschaftslage ist auf die ordnungsgemäße Wirkung der Röhre ohne Einfluß. Man kann sie also ins-

ao besondere recht langsam aus der Normallage in die Bereitschaftslage überführen. Bewirkt man indessen die Rückführung der Ouecksilberkippröhre aus der Bereitschaftslage in die Normallage hinreichend langsam, dann bleibt die für das Zustandekommen einer Schaltung erforderliche Wirkung aus. Die Erfindung betrifft die Benutzung einer derartigen Quecksilberkippröhre als Schaltorgan einer Schaltuhr für Kurzzeitschaltungen. Dabei wird von den Eigentümlichkeiten solcher Röhren zu Zwecken des Herbeiführens kurzdauernder Schaltungen und zur gelegentlichen Unterdrückung von Schaltvorgängen Gebrauch gemacht.

Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Gangwerk der Schaltuhr für Kurzzeitschaltungen über einstellbare Triebmittel und ein Bewegungsgestänge eine nur innerhalb einer der Rückkehr aus einer Bereitschaftslage in die Normallage folgenden Zeitspanne für Schaltungen wirksame Quecksilberkippröhre jeweils vor einer Schaltung in die Bereitschaftslage bringt und hierbei einen die Röhre nach dem Lösen der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Triebmitteln und Bewegungsgestänge unverzögert in die Normallage zurückführenden Kraftspeicher lädt. Eine Ausführungsform besitzt auf der Tagesscheibe oder einem Signalrad angeordnete Reiter, Stifte, Hebel o. dgl. als Triebmittel, einen mit dem klinkenförmig gestalteten Endteil eines seiner Arme in die Bewegungsbahn der Triebmittel reichenden Schwinghebel als Teil des Bewegungsgestänges, einen diesem einstellbar zugeordneten und die Kippröhrennormal lage bestimmenden Anschlag und eine in ihr vorgespannte Feder als Kraftspeicher.

Um bei einer solchen Schaltuhr eine Schaltung zu unterdrücken, ordnet man in unmittelbarem Anschluß an ein Triebmittel eine Gleitbahn an, die den klinkenförmig gestalteten Endteil des einen Arms des Schwinghebels unter der Wirkung des geladenen Kraftspeichers bei normalem Lauf des Gangwerks langsam in seine der Normallage der Ouecksilberkippröhre zugeordnete Stellung zurückführt. Diese Gleitbahn kann ein besonderes Bestückungsorgan der Tagesscheibe

oder eines Signalrads der Schaltuhr sein oder sie kann eine Baueinheit mit dem ihr zugeordneten Triebmittel bilden, so daß es nur von der Relativlage eines solchen Triebmittels zur Tagesscheibe oder zum Signalrad abhängt, ob eine Kurzzeitschaltung zu einem wahlweise zu bestimmenden Zeitpunkt beginnt oder unterbleibt.

Die Abbildungen veranschaulichen schematisch eine Ausführungsform einer beim Erfindungsgegenstand benutzbaren Quecksilberschaltröhre in verschiedenen Lagen und das für das Verständnis der Erfindung Wesentliche einer sie verkörpernden Schaltuhr mit unterschiedlich bestückter Tagesscheibe.

Abb. ι zeigt die Quecksilberröhre in ihrer Normallage. Das Quecksilber befindet sich im unteren Teil der Röhre, so daß die Kontakte α und b nicht leitend miteinander verbunden sind. Abb. 2 zeigt die Röhre in ihrer Bereitschaftslage. Wiederum befindet sich das Quecksilber im unteren Teil der Röhre, ohne daß eine leitende Verbindung zwischen den Kontakten α und b zustande kommt. In Abb. 3 ist die Ouecksilberröhre wieder in ihrer Normallage dargestellt, jedoch zum Unterschied gegen Abb. 1 im Augenblick nach der unverzögerten Rückführung aus der Bereitschaftslage in die Normallage. Bei dieser Rückführung hat das Quecksilber der Bewegung der Röhre nicht mit der gleichen Geschwindigkeit zu folgen vermocht und dadurch eine Verbindung zwischen den Kontakten α und b geschaffen. Diese leitende Verbindung bleibt während einer gewissen Zeitspanne aufrechterhalten, da wegen der verengten Durchtrittsöffnung bei c das Quecksilber nur allmählich in den jetzt unten gelegenen Teil der Röhre abfließen kann. Erst nachdem ein erheblicher Teil des Quecksilbers abgeflossen ist, wird die Verbindung zwischen den Kontakten a und b unterbrochen.

Die Größe der Zeitspanne, während der die Verbindung hergestellt ist, ist abhängig erstens vom Querschnitt der engen Durchtrittsöffnung bei c, zweitens von der Menge des in der Röhre befindlichen Quecksilbers und drittens von dem Winkel, um den die Röhre gekippt wird. Die beiden ersten Größen lassen sich nach Fertigstellung der Röhre nicht mehr ändern. Eine nachträgliche Regelung der Zeitspanne ist nur dadurch möglich, daß man den Winkel, um den die Röhre gekippt wird, verschieden bemißt. An Stelle der eben beschriebenen Schaltröhre kann auch je nach der gewünschten Wirkungsweise eine andere Ausführungsform gewählt werden. Beispielsweise kann eine Röhre Anwendung finden, bei der der Stromkreis dauernd geschlossen ist und nur auf kurze Zeit unterbrochen werden soll. Ferner kann eine Röhre verwendet werden, bei der ein Stromkreis erst einige Zeit, nachdem die Schaltuhr die Schaltung ausgelöst hat, unterbrochen oder geschlossen werden soll, oder eine solche Röhre, mittels deren beim Auslösen der Schaltung ein Stromkreis sofort, ein zweiter erst einige Zeit später zu- oder abgeschaltet werden soll. Röhren dieser Art sind bekannt. Ihre Gestaltung ist verschieden, gemeinsam ist jedoch allen das Merkmal, daß sie eine verzögerte Schaltung bewirken.

In Abb. 4 findet eine Quecksilberschaltröhre / nach Art der in Abb. 1 bis 3 dargestellten Röhre Anwendung. In Abb. 4 ist mit d die Platine des Uhrwerks, mit t die Tagesscheibe bzw. das Signalrad der Uhr bezeichnet. Die Tagesscheibe bzw. das Signalrad trägt Triebmittel g_v g₂, P₁, p₂. Die Abb. 4 veranschaulicht die Schaltuhr gerade in dem Augenblick, in dem das Triebmittel g_t> das in einem in die Scheibe eingesetzten Stift besteht, wirksam wird. Der Stift g_t trifft in diesem Augenblick auf den in seine Bewegungsbahn reichenden klinkenförmig gestalteten Endteil eines Armes h eines schwingbeweglichen Hebelst. Am Ende eines zweiten Arms steht der Hebel i in Eingriff mit einer Schraubenfeder k sowie mit einer Zugbzw. Stoßstange m, die am Träger e der Quecksilberröhre f angreift und dessen Drehbewegung zu bewirken vermag. Der Hebel i weist einen dritten Arm auf, in dessen Bewegungsbahn sich ein verstellbarer Anschlag I befindet. Trifft nun der Stift g_t auf den Hebelarm h, so bewirkt er eine kleine Verdrehung des Hebelarms entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Hierbei wird die Feder k gespannt und gleichzeitig der Träger e mit der Ouecksilberröhre/ angehoben, bis diese sich in der in Abb. 2 veranschaulichten Bereitschaftslage befindet. Hat der Stiftg_t bei seiner Weiterbewegung im Uhrzeigersinn den Hebelarm h verlassen, so wird damit die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Tagesscheibe bzw. dem Signalrad und dem gesamten Bewegungsgestänge gelöst, und unter der Wirkung der vorgespannten Feder k kehrt das Bewegungsgestänge und damit auch die Ouecksilberröhre unverzögert in die Normallage zurück. Der Weg wird hierbei begrenzt durch den Anschlag /. In diesem Augenblick der Rückkehr nimmt die Röhre die in Abb. 3 gezeigte Lage ein, und die Schaltung wird bewirkt.

Eine geeignete Gestaltung der Bestükkungsorgane der Tagesscheibe bzw. des Signalrads ermöglicht es, zu bestimmten Zeitpunkten trotz des Eingriffs dieser Bestükkungsorgane mit dem Hebelarm h die Schaltung zu verhindern. Sieht man nämlich in Verbindung mit den Triebmitteln nach Art

des Stifts g_± Gleitbahnen vor, auf denen der Hebelarm h allmählich abgleiten, anstatt plötzlich abrutschen kann, so erfolgt statt der unverzögerten Rückführung der Ouecksilberröhre in ihre Normallage eine verzögerte Rückführung. Zu diesem Zweck können als Bestückungsorgane auf der Tagesscheibe bzw. dem Signalrad entweder Ansatzstücke n, die den Stiften ^₁ oder g« angepaßt sind, oder

ι ο tropfenförmig gestaltete Bestückungsorgane p_x und p₂ vorgesehen werden. Gelangen die Bestückungsorgane |f₂ und η gemeinschaftlich oder das Bestückungsorgan p₂ allein in Eingriff mit dem Hebelarm h, so bleibt die Schaltung aus. Trifft der Stift ^₁ allein oder das Bestückungsorgan p_i in der veranschaulichten radialen Stellung auf den Hebelarm h, so wird die Schaltung bewirkt.

Der Winkel, um den der Träger e der

ao Ouecksilberröhre / und damit diese selbst gekippt wird, läßt sich verstellen, indem der Hebel i in seiner Längsrichtung verschoben wird, wodurch sich die Größe des Hebelarms, an den die Zug- bzw. Stoßstange in angreift,

as ändert. Die Normallage der Röhre kann durch den Anschlag / für den Hebel i oder auch durch einen nicht veranschaulichten Anschlag für den Träger e der Ouecksilberröhre / eingestellt werden.

Eine Schaltuhr der eben beschriebenen Art findet mit Vorteil Anwendung, wenn zu bestimmten Zeitpunkten nur ein kurzer Stromstoß, beispielsweise von der Dauer einer halben oder einer ganzen Sekunde, erzeugt werden soll, um mit Hilfe dieses Stromstoßes z. B. ein Relais zu erregen oder um ein Schütz auszulösen o. dgl. Wird die Kontaktdauer dagegen auf 5 bis 10 Sekunden bemessen, so findet die Uhr Anwendung als Signaluhr. Bei solchen Uhren war man bisher gezwungen, einen sogenannten Vor- und einen Hauptkontakt zu verwenden, weil die Signalscheibe, die gewöhnlich in 24 Stunden eine Umdrehung macht, während der Signalzeit von 5 bis 10 Sekunden keinen genügend langen Weg zurücklegt, um den Signalkontakt ein- und nach diesen wenigen Sekunden wieder auszuschalten. Nach der Erfindung wird die Wirkungsweise solcher Uhren wesentlich vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der Schaltuhr nach der Erfindung ist darin zu erblicken, daß jede ungewollte Schaltung infolge eines Aussetzens oder einer sonstigen Unregelmäßigkeit des Gangwerks der Uhr verläßlich ausgeschlossen wird. Dieser Vorteil wird dadurch erzielt, daß nicht die Schaltung selbst, sondern nur deren Vorbereitung durch die von dem Gangwerk der Uhr bewegten Triebmittel bewirkt wird, während die Schaltung durch den Kraftspeicher, in diesem Fall die Schraubenfeder k, erfolgt. Es kann also niemals passieren, daß eine Schaltung zu einem falschen Zeitpunkt bewirkt oder während einer unbeabsichtigt langen Dauer aufrechterhalten wird. Immer sorgt die Feder dafür, daß, wenn durch die Tagesscheibe bzw. das Signalrad der Schaltvorgang eingeleitet ist, die Schaltung auch wirklich prompt und kurzzeitig erfolgt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltuhr für Kurzzeitschaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gangwerk über einstellbare Triebmittel und ein Bewegungsgestänge eine nur innerhalb einer der Rückkehr aus einer Bereitschaftslage in die Normallage folgenden Zeitspanne für Schaltungen wirksame Ouecksilberkippröhre jeweils vor einer Schaltung in die Bereitschaftslage bringt und hierbei einen die Röhre nach dem Lösen der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Triebmitteln und Bewegungsgestänge unverzögert in die Normallage zurückführenden Kraftspeicher lädt.

2. Schaltuhr nach Anspruch 1 mit auf der Tagesscheibe oder einem Signalrad angeordneten Reitern, Stiften, Hebeln

o. dgl. als Triebmittel, einem mit dem klinkenförmig gestalteten Endteil eines seiner Arme in die Bewegungsbahn der Triebmittel reichenden Schwinghebel als Teil des Bewegungsgestänges, einem diesem einstellbar zugeordneten und die Kippröhrennormallage bestimmenden Anschlag und einer in ihr vorgespannten Feder als Kraftspeicher.

3. Schaltuhr nach Anspruch 1 und 2 mit unterdrückter Schaltung, gekennzeichnet durch eine den klinkenförmig gestalteten Endteil des einen Arms des Schwinghebels unter der Wirkung des geladenen Kraftspeichers bei normalem Lauf des · Gangwerks langsam in seine der Normallage der Quecksilberkippröhre zugeordnete Stellung zurückführende Gleitbahn.

4. Schaltuhr nach Anspruch 3, bei der die Gleitbahn mit dem ihr zugeordneten Triebmittel eine Baueinheit bildet und dieses in wenigstens zwei ausgezeichneten Relativlagen zur Tagesscheibe bzw. zu einem Signalrad der Uhr feststellbar ist.

5. Schaltuhr nach Anspruch 1 oder

ι bis 4, bei der die Kippröhre an einer Gangwerksplatine gelagert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen