DE760518C

DE760518C - Zeitrelais

Info

Publication number: DE760518C
Application number: DES144209D
Authority: DE
Inventors: Herbert Ebert; Paul Paschen
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1941-02-21
Filing date: 1941-02-21
Publication date: 1954-10-11

Description

Zeitrelais Die Erfindung betrifft ein Zeitrelais mit einem Lauf- und Schaltwerk, das von einem elektromagnetisch durch Stromstöße eines Pendelwerkes gesteuerten Schrittschaltwerk angetrieben wird. Solche Zeitrelais sind bekannt. Ihr Pendelwerk enthält jedoch in der Regel irgendein mechanisches Pendel, bei dem ein starrer Körper schwingfähig gelagert ist. Dadurch ergeben sich alle die bekannten Eigenschaften, die derartigen Pendeln anhaften, insbesondere sind die Pendellager sehr empfindlich. Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird ein Pendelwerk mit einer frei in den beiden Schenkeln einer geschlossenen U-förmigen Glasröhre schwingenden Flüssigkeit verwendet, die durch Erwärmung von Gas in einem Schenkel oberhalb der Schaltflüssigkeit angestoßen wird und in ihrem Schwingungsweg periodisch Kontakte im Heizstromkreis der Röhre und im Steuerstromkreis des Schrittschaltwerkes schließt und unterbricht. Solche pendelnd durch Stöße eines periodisch erhitzten Gases angetriebene Flüssigkeitsschalter sind bekannt. Sie werden z. B. bei Blinkschaltern, insbesondere für Eisenbahnüberwegsignale, verwendet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
In einem Glasgefäß i ist in einem U-förmigen Rohrteil 2 Quecksilber 3 eingefüllt. 4, 5 sind mit Gas gefüllte Ballone. Der Ballon 5 enthält eine Heizwicklung 6, die über die Elektrode 7 das Quecksilber 3 und die Steuerelektrode 8 ein- und ausgeschaltet wird. Eine Steuerelektrode 9 ist mit der Magnetwicklung io eines Elektromagneten i i verbunden, dessen Anker 12 eine Feder 13 vom Magneten abzuziehen sucht. Der Anker 12 treibt über eine Kurbel i-. eine Fortschaltklinke 15 an, die mittels des Schlitzes 16 an dem Kurbelzapfen 17 gelagert ist. Der Kurbelzapfen 17 sitzt an der mit dem Anker 18 des Elektromagneten 19 verbundenen Kurbel 2o. Die Feder i 8o sucht den Anker 18 abzuziehen. Die Magneten i i und i9 sind über den Schalter 2i an ein Gleichstromnetz N angeschlossen.
Eine Sperrklinke 22 sperrt das Steigrad 23 gegen Rückdrehung und ist hierfür durch die Stange 2.I mit dem Kurbelzapfen 17 verbunden. Das Steigrad 23 treibt über die Stirnräder 25 die Schaltwelle 26 an, auf der der federnde Kurbelarm 27 und der Zeiger 28 sitzen. Die Feder 29 sucht den Arm 27 entgegen der Pfeilrichtung bis zu dem mittels des Handgriffes 30 und des Rastengetriebes 31 einstellbaren Anschlag 32 zurückzudrehen. Der Zeiger 28 steht einer fest angeordneten Skala 33 gegenüber. Im Wege des Armes 27 ist der einseitig ausweichende mechanische Vorhalt 3.4 und der Schalthebel 35 zur Betätigung eines Quecksilberschalters 36 angeordnet.
Das Zeitrelais arbeitet folgendermaßen Zunächst wird durch Drehen des Handgriffes 3o die gewünschte Laufzeit, z. B. 70 Sekunden, eingestellt. Beim Drehen des Handgriffes 30 wird der Anschlag 32 entsprechend verstellt, und der Arm 27 wird durch die Feder 29 dabei stets in Berührung mit dem Anschlag 32 gehalten. Der Zeiger 28 zeigt auf der Skala 33 die eingestellte Laufzeit an. Soll das Relais in Betrieb genommen werden, dann wird der Schalter 21 geschlossen. Dadurch wird der Elektromagnet i9 eingeschaltet und bringt die Klinken 15 und 22 in Eingriff mit dem Steigrad 23. Gleichzeitig wird der Elektromagnet 11 eingeschaltet, unter dessen Einwirkung die Klinke 15 zum Fortschalten ausholt. Die ebenfälls eingeschaltete Heizwicklung 6 erhitzt das Gas in demBallon 5. Dieses dehnt sich aus und schiebt das Quecksilber 3 vor sich her. Nach Zurücklegung eines bestimmten Weges wird der Kontakt an der Elektrode 9 unterbrochen und dadurch der Magnet i i abgeschaltet, die Feder 13 zieht den Anker 12 ab und veranlaßt mittels der Kurbel 14 die Klinke 15 zu einem Schalthub. Das Steigrad 23 wird infolgedessen um einen Zahn weitergeschaltet und der Arm 27 ein Stück weit von dem Anschlag 32 abgehoben.
Gleichzeitig oder kurz vorher wurde auch die Heizwicklung 6 ausgeschaltet. Wegen der thermischen Nachwirkung dehnt sich aber das Gas in dem Ballon 5 noch «-eiter aus und verschiebt noch «-eiter das Quecksilber 3. Das aus der Gleichgewichtslage verdrängte Quecksilberpendel schwingt nun wieder zurück, weil sich inzwischen das Gas im Ballon 5 wieder abgekühlt und seinen Druck verringert hat. Beim Durchschwingen durch die gezeichnete Stellung wird wieder der Magnet io und die Heizwicklung 6 eingeschaltet. und es wiederholt sich der gleiche Vorgang, wie oben beschrieben. Das neuerdings aufgeheizte Gas erteilt dem Quecksilber einen neuen Impuls und drängt es wieder von den Elektroden 8, 9 ab usf. Das Quecksilber 3 schwingt nun im regelmäßigen Takt wie ein Pendel weiter. Durch die selbsttätige Einschaltung der Heizwicklung 6 erhält es bei jeder Schwingung einen neuen Impuls. Bei jeder Schwingung wird auch das Steigrad 23 um einen Zahn fortgeschaltet, so daß sich der Arm 27 allmählich dem Vorhalt 3:I nähert. Dort wird er vorübergehend von dem Vorhalt 3.I unter Spannung seiner Feder zurückgehalten, bis er schließlich nach dem Abgleiten von dem Vorhalt 34 auf den Schalthebel 35 schlägt und dadurch den Quecksilberschalter 36 betätigt. Dieser Schalter kann irgendeine Schaltung ausführen. Er kann z. B. auch gleichzeitig den Schalter 21, der in den Quecksilberschalter 36 eingebaut sein kann, öffnen. Bei der Öffnung des Schalters 21 werden die Elektromagneten ii und i9 abgeschaltet. Der Magnet i9 rückt dann mittels der Kurbel 2o die Klinken 15 und 22 aus, so daß der Schaltarm 27 unter der Einwirkung der Feder 29 zum Anschlag 32 zurückkehrt.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß das Relais gleich gut für Gleich- und Wechselstrom gebraucht werden kann, genau arbeitet und eine erhebliche Schaltkraft entwickelt. Da das Pendel nicht selbst das Laufwerk fortschaltet, sondern frei schwingt, kann es klein und leicht gebaut werden und hat eine hohe Ganggenauigkeit. Unter Umständen kann man das Pendel auch dauernd schwingen lassen, um die Einwirkung des Einschwingvorganges auf das Relais zu vermeiden. Es werden dann nur die Magneten i i und i9 abgeschaltet.

Claims

PATENTANSPRUCH: Zeitrelais mit einem Lauf- und Schaltwerk, das von einem elektromagnetisch durch Stromstöße eines Pendelwerkes gesteuerten Schrittschaltwerk angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes Pendelwerk mit einer frei in den beiden Schenkeln einer geschlossenen U-förmigen Glasröhre schwingenden Schaltflüssigkeit verwendet wird, die durch Erwärmung von Gas in einem Schenkel oberhalb der Schaltflüssigkeit angestoßen wird und in ihrem Schwingungsweg periodisch Kontakte im Heizstrom der Röhre und im Steuerstromkreis des Schrittschaltwerkes schließt und unterbricht. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 520 947, 536 467, 573 5o9, 627 Io5, 629 2o9, 678 281; britische Patentschrift Nr. 347 438; französische Patentschrift Nr. 670 481; schweizerische Patentschrift Nr. 152 oho.