DE604472C

DE604472C - Highly sensitive thermal relay for control or triggering of electrical currents depending on the position of mechanical organs

Info

Publication number: DE604472C
Application number: DE1930604472D
Authority: DE
Inventors: Dr Helmut Sell
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1930-02-16
Filing date: 1930-02-16
Publication date: 1934-10-22
Also published as: NL28785C

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
22. OKTOBER 1934ISSUED ON
OCTOBER 22, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21g GRUPPE 4o4CLASS 21g GROUP 4o4

21g S 2/p.21g S 2 / p.

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt *)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Februar 1930 abPatented in the German Empire on February 16, 1930

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung" bzw. zum Unterbrechen oder Schließen von Stromkreisen in Abhängigkeit von der Stellung mechanischer Organe sehr kleiner Richtkraft, z. B. des Zeigers eines Meßgerätes unter Verwendung einer temperaturempfindlichen und in ihrer Temperatur von der Stellung der mechanischen Organe abhängigen Steuer- bzw. Schaltvorrichtung.The invention relates to an arrangement for controlling "or for interrupting or Closing of circuits depending on the position of mechanical organs very much small straightening force, e.g. B. the pointer of a measuring device using a temperature sensitive and the temperature of the control or switching device which is dependent on the position of the mechanical organs.

Aufgabe vorliegender Erfindung war es, innerhalb der obengenannten Gattung ein für Feiriregelungszwecke u. dgl. geeignetes Gerät zu schaffen. Man hat schon vorgeschlagen, zu diesem Zweck mit der Achse eines empfindlichen Meßgerätes ein Glimmerplättchen zu verbinden und dieses über temperaturabhängige Widerstände einer Brückenschaltung spielen zu lassen und durch die auf diese Weise erzielte Temperaturbeeinflussung der genannten Widerstände die gewünschten Vorgänge herbeizuführen. In diesem Zusammenhang ist auch schon in einer Patentschrift davon die Rede, diese Wirkung durch eine Blasvorrichtung zu unterstützen, ohne daß jedoch über Anordnung und Ausbildung dieser Blasvorrichtung nähere Angaben gemacht wären. Sich an diese Veröffentlichung anschließende langjährige Versuche führten indes zu keinem brauchbaren Ergebnis. Nach einem anderen bekannten Vorschlag wird von einer Bölometeranordnung und einem drehbar gelagerten Rohr, das an eine Druckluftfördereinrichtung angeschlossen und dessen Düse auf die Bölometeranordnung gerichtet ist, Gebrauch gemacht. Mit dem beweglichen Meßwerksteil eines Meßgerätes wird das Rohr über ein Gestänge gekuppelt. Bei dieser Ausführung sind jedoch die Lagerreibung an der Drehachse des den Luftstrom lenkenden Rohres und die Reibung an den Angriffspunkten der die Verstellkräfte auf das Rohr übertragenden Stangen störend. Außerdem wird das steuernde System durch die letzterwähnten Teile auch noch zusätzlich belastet und verliert auch deswegen an Empfindlichkeit.The object of the present invention was to provide a temperature control system within the above-mentioned type and the like. To create suitable equipment. It has already been proposed to use a sensitive axis for this purpose Measuring device to connect a mica plate and this via temperature-dependent resistors a bridge circuit and through the temperature influence achieved in this way of the resistances mentioned to bring about the desired processes. In this context is also Already in a patent there is talk of this effect by means of a blower support without, however, more detailed about the arrangement and design of this blower Information would be given. Long-term trials that followed this publication did not lead to any useful result. According to another well-known suggestion is made by a boelometer arrangement and a rotatably mounted tube that is connected to a compressed air delivery device connected and whose nozzle is aimed at the boelometer arrangement, Made use of. With the movable measuring mechanism part of a measuring device, the pipe is over a linkage coupled. In this version, however, the bearing friction is on the axis of rotation of the pipe guiding the air flow and the friction at the points of application of the adjustment forces on the tube transmitting rods interfering. It also becomes the controlling system is additionally burdened by the last-mentioned parts and therefore also loses Sensitivity.

In diesem Zusammenhang sei auch erwähnt, daß schon Steuereinrichtungen unter Verwendung von Druckluft und unter Verwendung eines empfindlichen Meßgerätes als Steuergerät in Vorschlag gebracht worden sind; und zwar wird nach diesem Vorschlag z. B. ein mit dem steuernden Gerät verbundenes drehbewegliches Plättchen zwischen zwei Düsen angeordnet und dadurch der Eintritt der aus der einen Düse austretenden Luft in die andere Düse ganz oder teilweise freigegeben bzw. verhindert.In this context it should also be mentioned that control devices are already being used of compressed air and using a sensitive measuring device as a control device have been proposed; namely according to this proposal z. B. one with the controlling device connected rotatable plate arranged between two nozzles and thereby the entry of the air emerging from one nozzle into the other nozzle completely or partially released or prevented.

Durch die Erfindung ist es gelungen, ein Relais zu schaffen, das sich durch höchste Empfindlichkeit und Genauigkeit gegenüber allen vorerwähnten Anordnungen auszeichnet., Erreicht ist dies unter Verwendung einer tem-The invention made it possible to create a relay that stands out through the highest Sensitivity and accuracy to all of the above-mentioned arrangements., This is achieved using a tem-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr. Helmut Seil in Neubabelsberg b. Potsdam.Dr. Helmut Seil in Neubabelsberg b. Potsdam.

peraturempfindlichen Steuer- bzw. Schaltvorrichtung, die in ihrer Temperatur durch einen oder mehrere von mechanischen Organen gesteuerte Luftströme beeinflußt wird, erfindungsgemäß durch die Verwendung der an sich bekannten Anordnung von Luftstromgeneratoren, die im Querschnitt scharf begrenzte Luftströme erzeugen, in Verbindung mit solcher Relativanordnung der mechanischen Organe, daß diese ίο oder an ihnen befestigte Blenden zur Beeinflussung der Wirkung der Luftströme auf die Steuer- bzw. Schaltvorrichtung quer zu den Luftströmen in geringem Abstand von den Düsenmündungen frei beweglich sind. Die hohe Empfindlichkeit des neuen Relais ist vor allem dadurch begründet, daß der Luftstrom bzw. die Luftströme gerichtet und vor allem scharf begrenzt sind und die mechanischen Organe oder an diesen befestigte Blenden in die Bahn der aus den Düsen austretenden und im Querschnitt noch scharf begrenzten Luftströme seitlich frei eintreten bzw. austreten. Es genügt daher eine überaus kleine Bewegung der mechanischen Organe oder der Blenden, um aus der völlig ruhendenLuft in das bewegteMedium, d. h. in den Luftstrom, einzutreten und umgekehrt und demgemäß durch die damit verknüpfte Beeinflussung des Luftstromes die in dessen Bereich angeordnete temperaturempfindliehe Vorrichtung und die von dieser beeinflußten Geräte zum Ansprechen zu bringen. Die Rückwirkung auf das steuernde Meßgerät ist dabei überaus klein. Zusätzliche Reibungen treten praktisch nicht auf, so daß das steuernde Feinmeßgerät außer seiner Eigenreibung keine weitere Reibung zu überwinden braucht. Es läßt sich bei der neuen Einrichtung erreichen, daß ihre Ansprechgrenze innerhalb der Ablesebzw. Meßgenauigkeit des zur Steuerung des Luftstromes dienenden Feinmeßgerätes liegt. Die neue Anordnung läßt sich demnach u. a. gleichsam als ein Kontakt benutzen, der an beliebiger Stelle streng lokal angebracht werden kann. Selbst wenn man dem ersterwähnten bekannten thermoelektrischen Relais eine hohe Empfindlichkeit zuschreibt, so bleibt doch der Nachteil, daß das bewegliche System große Ausschläge machen muß, um eine so starke Verschiebung des Brückengleichgewichtes zu erzielen, daß das in der Brücke Hegende Relais anspricht. Diese Ansprechgrenze ist naturgemäß ganz unscharf. Der Gegenstand der Erfindung stellt demgegenüber sozusagen ein quantitatives Relais dar, das bei entsprechender Ausbildung auf beliebige Werte eingestellt werden kann und noch innerhalb der Ablesegenauigkeit des steuernden Instrumentes bei den eingestellten Werten schaltet.temperature-sensitive control or switching device, those controlled in their temperature by one or more of mechanical organs Air currents is influenced, according to the invention through the use of the known per se Arrangement of air flow generators with sharply defined air flows in cross section produce, in connection with such a relative arrangement of the mechanical organs, that these ίο or panels attached to them to influence the effect of the air currents on the Control or switching device transversely to the air flows at a short distance from the The nozzle orifices can move freely. The high sensitivity of the new relay is mainly due to the fact that the air flow or the air currents are directed and, above all, sharply delimited and the mechanical ones Organs or apertures attached to them in the path of the emerging from the nozzles and in the Cross-section still sharply delimited air streams can freely enter or exit from the side. It is sufficient hence an extremely small movement of the mechanical organs or the diaphragms in order to get out the completely still air into the moving medium, d. H. into the air stream, and vice versa and accordingly through the associated influencing of the air flow the in its area arranged temperature-sensitive device and influenced by this To make devices respond. The effect on the controlling measuring device is extremely small. Additional friction practically do not occur, so that the controlling precision measuring device does not have any other than its own friction needs to overcome further friction. It can be achieved with the new facility that their response limit is within the Ablesebzw. Measurement accuracy of the control of the Air flow serving precision measuring device lies. The new arrangement can therefore be inter alia. Use it as a contact, as it were, which can be attached strictly locally at any point can. Even if you give the first-mentioned known thermoelectric relay a high Ascribing sensitivity, the disadvantage remains that the moving system has large deflections must do in order to achieve such a strong shift in the bridge equilibrium, that the relay in the bridge responds. This response limit is natural completely out of focus. In contrast, the subject matter of the invention is quantitative, so to speak Relay, which can be set to any value with the appropriate training and still within the reading accuracy of the controlling instrument with the set Values switches.

In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt. Some exemplary embodiments of the inventive concept are shown in the figures.

In der Abb. 1 trifft der aus der Düse 7 austretende Luftstrom auf eine mit Hilfe der Stromquelle 3 geheizte, aus zwei aufeinandergelöteten Metallen bestehende Spirale, an der sich der Zeiger 2 befindet. Wird der Luftstrom durch die an dem Zeiger 8 eines Meßinstrumentes befestigte Blende 9 abgedeckt, so steigt die Temperatur der stromdurchflossenen Spirale, wodurch sich die Krümmung dieser Spirale ändert und der Kontakt 4 geschlossen wird. Infolgedessen erzeugt eine an die Klemmen 5 und 6 angelegte Spannung einen elektrischen Strom, der auf irgendeine Weise zur Regulierung anderer Größen dienen kann.In Fig. 1, the air flow emerging from the nozzle 7 meets one with the aid of the Power source 3 heated spiral consisting of two metals soldered to one another, on which pointer 2 is located. If the air flow through the pointer 8 of a measuring instrument fixed screen 9 covered, so the temperature of the current-carrying spiral rises, whereby the curvature of this spiral changes and the contact 4 is closed. As a result, a voltage applied to the terminals 5 and 6 generates an electrical voltage Current that can be used in some way to regulate other quantities.

Bei der Abb. 2 wird der aus der Düse 6 austretende Luftstrom von der beweglichen Blende7 abgedeckt. An die aus den Widerständen 5, 5', 8 und 9 bestehende Brückenanordnung wird z. B. bei ι und 2 eine Stromquelle angeschlossen. Bewegt sich nun die Blende so,· daß sie den Luftstrom freigibt, so trifft dieser auf die Widerstände 5 und 5', kühlt sie ab, und der bei 3 und 4 abgenommene Strom ändert seine Stärke. Es ist zweckmäßig, die Widerstände 5 und 5' derart anzuordnen, daß der Luftstrom ganz über sie hinweggeht.In Fig. 2, the air flow emerging from the nozzle 6 is controlled by the movable screen 7 covered. To the bridge arrangement consisting of the resistors 5, 5 ', 8 and 9 z. B. at ι and 2 a power source connected. If the diaphragm now moves so that it Releases air flow, it hits the resistors 5 and 5 ', cools them down, and the at The current drawn off 3 and 4 changes its strength. It is advisable to use the resistors 5 and 5 'to be arranged in such a way that the air flow passes all over them.

Eine weitere Durchbildung der in Abb. 2 gezeigten Anordnung ist in Abb. 3 dargestellt. Auf der drehbaren Platte 18 ist die aus den Widerständen 6 und 7 bestehende Brückenanordnung angebracht. Die Brücke, an die mit Hilfe der Klemmen 1 und 2 eine Spannung gelegt wird, sei so abgeglichen, daß in dem Meßstromkreis, in dem sich die Spule 12 befindet, kein Strom fließt, wenn die aus den mit der Platte 18 fest verbundenen Düsen 10 und 11 tretenden Luftströme auf die Widerstände 6 und 7 treffen. Die an dem Zeiger 8 eines Meßinstrumentes befestigte Blende 9 gibt in einer gewissen Ruhestellung beide Luftströme frei.Another embodiment of the arrangement shown in FIG. 2 is shown in FIG. The bridge arrangement consisting of the resistors 6 and 7 is on the rotatable plate 18 appropriate. The bridge to which a voltage is applied using terminals 1 and 2 is placed, be adjusted so that in the measuring circuit in which the coil 12 is located, no current flows when the nozzles 10 and 11, which are firmly connected to the plate 18 emerging air currents hit the resistors 6 and 7. The one on the pointer 8 of a measuring instrument attached panel 9 releases both air flows in a certain rest position.

Verändert sich jedoch die Lage des Zeigers, so wird der eine oder der andere Luftstrom abgesperrt; es ändert sich die Temperatur und damit der Widerstand der einen oder anderen der Spiralen 6 und 7, und durch die Spulen 12 und 13 fließt ein Strom in der einen oder anderen Richtung. Dieser betätigt ein polarisiertes Relais 14. Je nach der Richtung- des durch die Spule 12 fließenden Stromes trifft die Doppelspitze 15 auf den Anschlag 16 oder 17, und es kann ein Strom von den Klemmen 4 und 5 bzw. 3 und 4 abgenommen werden. Dieser Strom kann z. B. dazu dienen, diejenige physikalische Größe, z.B.die Stärke eines elektrischen Stromes, die mit Hilfe des Zeigers 8 angezeigt ivird, so zu regulieren, daß der Zeiger 8 wieder auf seine normale Stellung zurückkehrt. An der Platte 18 kann ein Hilfszeiger 19 befestigt sein, der es erleichtert, eine beliebige Normalstellung einzuregulieren. Diese Anordnung erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn sieIf, however, the position of the pointer changes, one or the other air flow is shut off; the temperature and thus the resistance of one or the other of the spirals 6 and 7, and through the coils 12, changes and 13 a current flows in one direction or the other. This operates a polarized one Relay 14. Depending on the direction of the current flowing through the coil 12, the double tip hits 15 on the stop 16 or 17, and it a current can be drawn from terminals 4 and 5 or 3 and 4. This stream can e.g. B. serve that physical Quantity, e.g. the strength of an electric current, indicated with the help of the pointer 8 iv is to regulate so that the pointer 8 returns to its normal position. At An auxiliary pointer 19 can be attached to the plate 18, which makes it easier to find any normal position to regulate. This arrangement proves to be particularly advantageous when they

in eine Kapsel derart eingebaut wird, daß diese Kapsel auf beliebige Meßinstrumente aufgesetzt werden kann. Zur Erzeugung der Luftströme kann vofteilhaft eine Telefonmembran benutzt werden unter Verwendung des Schalldüsenprinzips. Das Telefon wird in diesem Fall mit Wechselstrom von z. B. 50 Perioden gespeist. Die Anwendungsmögliehkeit des Erfindungsgedankens ist jedoch keineswegs auf die hier beschriebenen Anordnungen, die natürlich in Einzelheiten beliebig abgeändert werden können und nur zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung dienen sollen, beschränkt, sondern erstreckt sich auf die verschiedensten Apparate.is installed in a capsule in such a way that this capsule is placed on any measuring instruments can be. A telephone membrane can advantageously be used to generate the air currents are made using the sonic nozzle principle. The phone will be using in this case Alternating current of z. B. fed 50 periods. The possible application of the concept of the invention is by no means limited to the one here described arrangements, which of course can be changed in details as desired and are only intended to explain the principle of the invention, limited, but extended on the most varied of devices.

Z. B. kann eine Anordnung derart getroffen werden, daß die Zungen eines Frequenzmessers .von Luftströmen getroffen werden, so daß die Luftströme in ihrer Stärke von der Erregung der verschiedenen Zungen abhängig sind.For example, it could be arranged that the tongues of a frequency meter .Be hit by air currents, so that the strength of the air currents is affected by the excitation of the different tongues are dependent.

Die breite Anwendungsmöglichkeit des Erfindungsgedankens ist insbesondere dadurch gegeben, daß es mit Hilfe von Telefonmembranen in einfacher Weise möglich ist, gut regulierbare konstante Luftströme zu erzeugen, und obwohl es auf die Erzeugungsweise der Luftströme nicht ankommt, dürfte doch die Benutzung der Telefonmembranen hierzu am besten geeignet sein.The broad application of the inventive concept is due in particular to this given that it is possible in a simple manner with the help of telephone membranes, good adjustable constant air currents to produce, and although it depends on the mode of production of the Air currents does not arrive, but the use of the telephone membranes should be used for this purpose be best suited.

Claims

Patent claims:

i. Highly sensitive relay for controlling or triggering electrical currents in Dependence on the position of mechanical organs, e.g. the pointer of a measuring device, using a temperature sensitive control or switching device that their temperature controlled by one or more of the mechanical organs Air flows is influenced, characterized by the use of the known arrangement of air flow generators, which generate sharply delimited air currents in cross-section, in connection with such a relative arrangement of the mechanical Organs that these or panels attached to them to influence the effect of the air currents on the Steuerbzw. Switching device transversely to the air streams at a short distance from the nozzle mouths are freely movable.

2. Device according to claim 1, characterized in that the air flow generators are those with a vibrating membrane and alternating current excitation.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the controlled Air currents on thermo-mechanical devices, e.g. B. current-carrying bimetal strips, act, which are used to switch the electrical currents.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the controlled Air currents act on thermal-electrical devices, e.g. B. on bolometers, their wires or spirals preferably completely in the direction of the air currents.

5. Device according to claim 1 or the following, characterized in that a ' Aperture attached to the pointer of a measuring instrument when the pointer deviates from a desired normal position one or the other of two air currents covered.

6. Device according to claim 5, characterized in that for any choice of Normal position of the pointer the direction of the air flows is variable.

7. Device according to claim 5, characterized in that the air currents on the Bolometers arranged in the branches of a bridge act in such a way that the in the measuring branch current flowing through the bridge, depending on whether one or the other air flow is blocked, a relay in one or the other operated in the other direction (or one or the other of two relays).

8. Device according to claim 1 or the following, characterized in that at least the bolometer arrangement and the outlet nozzles for the air flows into one special aggregate that can be placed on pointer instruments.

9. Application of the device according to claim ι or the following to determine the Vibrational state of vibrating bodies,

z. B. the reeds of a reed frequency meter.

1 sheet of drawings