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Mxeßwerk zur Zeitmarkierung, insbesondere für Stö rungs z eits chr
eib er
Für die Überwachung elektrischer Anlagen hat sich in weitem Umfang die Aufzeichnung
des zeitlichen Verlaufs der Hauptgrößen Strom, Spannung und Frequenz mittels Störungsschreiber
eingeführt.
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Sie erfolgt normal in einem kleinen, im Störungsfalle dagegen erheblich
vergrößerten Maßstab. Für eine exakte Auswertung einer Störung ist daneben die Aufzeichnung
der Nebenerscheinungen, wie das Ansprechen der Schutzrelais, das Betätigen der OIschalter,
das Einschalten der Signale, von besonderer Bedeutung. Hierzu werden sogenannte
Zeitschreiber verwendet; das sind Registriergeräte, die an Stelle der Meßwerke für
Strom, Spannung oder Frequenz eine Anzahl von kleinen Meßwerken aufweisen, welche
bei Erregung eine Marke senkrecht zur Bewegung des Registrierpapiers, d. h. der
Zeitrichtung, aufzeichnen. Aus derartigen Aufzeichnungen, die im Störungsfalle ebenfalls
in vergrößertem Maßstab und gleichzeitig mit der Aufzeichnung der übrigen Größen
erfolgt, lassen sich weitgehende Schlüsse über die Wirkungsweise der Schutzeinrichtungen
u. dgl. mehr ziehen.
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An die tNIeßwefke zur Zeitmarkierung werden daher sehr hohe Anforderungen
gestellt. Sie dürfen nur einen geringen Raum beanspruchen, damit eine große Anzahl
nebeneinander angeordnet und der Registrierstreifen in seiner vollen Breite (normal
120 mm) ausgenutzt werden kann. Ein geringer Leistungsbedarf ist nicht allein wegen
der Bemessung der Vorwiderstände und bei der
Abführung der erzeugten
Wärme von Bedeutung, sondern wesentlich für die Bemessung der steuernden Kontakte
und der Hilfsrelais. Bei geringem Leistungsbedarf werden Zwischenrelais, die notwendigerweise
auch eine Vergrößerung der toten Zeiten bringen, überflüssig. Weiterhin ist es wünschenswert,
daß die Meßwerke sowohl bei Gleich- als auch bei Wechselstrom arbeiten. Dadurch
wird eine besondere Hilfsspannungsquelle oder ein Gleichrichter ü,berflüss,ig. Insbesondere
muß ein Schwirren des Schreibhebels, das bei Wechselstrom bzw. pulsierendem Gleichstrom
auftreten kann, unbedingt vermieden werden. Die Zeitmarkierungsmeßwerke müssen ebenfalls
bei auftretenden Spannungsschwankungen in der Größenordnung von 15 bis 200/0 einwandfrei
ansprechen. Die Einstellzeit des Schreibarmes muß kurz sein, insbesondere wenn kurzzeitige
Schaltvorgänge aufgezeichnet werden.
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Die bisher bekannten Zeitsichreibermeßwerke haben diese Eigenschaften
nur im beschränkten Umfang. So sind Relais verwendet worden, die aus einer Spule
und einem U-förmig gebogenen Rückschlußeisen bestehen. Bei Erregung der Spule wird
das eine Ende eines außen gelagerten Ankers, der am anderen Ende die Schreibfeder
trägt, in den Luftspalt hineingezogen. Derartige Relais lassen sich nur für Gleichstrom
verwenden. Sie müssen versetzt angeordnet werden, wenn eine einigermaßen günstige
Ausnutzung der Schreibfläche erzielt werden soll. Damit erhalten aber die beiden
vorn bzw. hinten gelagerten Gruppen verschieden lange Schreiharme und verschieden
große Einstellzeiten. Der Stromverbrauch ist verhältnismäßig groß.
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Die Erfindung betrifft nun ein Zeitschreibermeßwerk, daß durch seine
besondere Konstruktion die eingangs erwähnten Forderungen voll erfüllt, und zwar
dadurch, daß die zwei entsprechend geformte Erregerspulen tragenden Schenkel des
vorzugsweise aus einem Blech hergestellten Magneteisens im Querschnitt ein in Ankerrichtung
langgestrecktes Rechteck bilden und der zwischen den Schenkeln gelagerte Anker die
Form eines langgestreckten S hat, dessen Breitflächen mit wechselnden Seiten der
über die Erregerspulen ragenden Magneteisenschenkel den wirksamen Luftspalt bilden.
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Es wird hierdurch ein besonders schmales Meßwerk gebildet, das nur
einen geringen Platz beansprucht und in großer Zahl nebeneinander dicht hinter die
Schreibfläcbe des Regi,striergerätes angeordnet werden kann. Eine gegenseitige Beeinflussung
der eng gruppierten Meßwerke tritt nicht ein. Sämtliche Meßwerke haben kurze und
gleich lange Schreibhebel, so daß die Ansprechzeiten untereinander keine Verschiedenheit
aufweisen und infolge des geringen Trägheitsmoments und des großen wirksamen Querschnittes
der beiden Luftspalte besonders kurz werden. Durch die Anordnung besonderer Kurzschluß
ringe auf den Schenkeln werden sie auch für Wechselstrom verwendbar, ohne daß ein
störendes Vibrieren der Schreibfeder eintritt. Bei gleichgerichtetem Wechselstrom
braucht kein besonderer D ämpfungskondensator, der die Einstellzeiten erhöht, vorgesehen
zu werden. Die Ansprechleistung ist äußerst gering und beträgt etwa 1/io der Meßwerke
üblicher Bauart (11,0 VA).
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Durch die besondere Ausbildung ist eine einfache Herstellung des Magneteisens
durch Stanzen aus einem Blech und durch die besondere Abwinkelung nach Anspruch
2 auch eine äußerst geringe Bauhöhe ermöglicht.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel näher dargestellt,
und zwar gibt Abb. I eine Ansicht des fertigen Meßwerkes und Abb. 2 das Stanzteil
des WIagneteisens wieder.
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In Ahb. I ist das fertige Meßwerk dargestellt.
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Das Magneteisen ist mit I bezeichnet; der wirksame Teil hat U-förmige
Gestalt. Einzelheiten und die Herstellung sind weiter unten an Hand der Abb. 2 beschrieben.
Auf die beiden. Schenkel sind die Erregerspulen 2 und 3, welche die gleiche Breite
wie das Joch haben, aufgebracht. Der Relaisanker 4 hat die Form eines langgestreckten
S. Er ist fest mit einer Achse 7 verbunden und in den Steinsohrauben 5 und 6 in
einem U-förmig gebogenen Zwischenstück drehbar gelagert. Über die Achse ist spiralig
die Rückstellfeder 8 angeordnet, die einerseits mit dem feststehenden Teil verbunden
ist. Das andere Ende ist an einer Kreuzschlitzbuchse 15 befestigt, deren Schlitz
in den Anker greift und so eine einfache Einstellung der Federvorspannung gestattet.
Die Breitflächen des Ankers bilden mit wechselnden Seiten der über die Spulen ragenden
Schenkel des Magneteisens den wirksamen Luftspalt. An dem einen Ende ist der Federträger
I3 angeordnet, in welchem die Schreibfeder eingehängt wird. An das andere Ende kann
ein isoliertes Verlängerungsstück angebracht werden, das zur Betätigung eines entsprechend
angeordneten Kontaktes zwecks Auslösung des schnellen Papiervorschubes in Störungsfällen
dient.
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Auf die Schekel sind weiterhin Kurzschlußringe II und 12 zur Dämpfung
der Zeigerbewegung bei Verwendung von Wechselstrom aufgebracht.
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Sie umfassen nur einen Teil des Schenkels, dessen zweckmäßige Größe
durch Versuche ermittelt wird.
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Deshalb sind in den Schenkeln besondere Längsschlitze vorgesehen.
Eine Schraubeg im Schenkel des Magneteisens entgegen der Schreibfeder ist für die
Einstellung des Schreibhubes vorgesehen, während in dem an der Feder liegenden Schenkel
eine weitere Schraube 10 als Anschlagstift zur Verhinderung eines Festklebens des
Ankers angeordnet ist.
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In Abb. 2 ist das U-förmige Magneteisen I der Abb. 1 als Stanzteil
aus Blech von etwa 2 mm Stärke dargestellt. Vorzugsweise wird hierzu ein magnetisch
weiches Eisen mit den Eigenschaften des schwedischen Holzlcohleneisens, d. h. mit
geringer Koerzitivkraft, verwendet. Die magnetisch wirksamen Sohenkel I6 haben an
den Enden schmale rechteckige Schlitze I7 zur Aufnahme von Kurzschluß ringen. Weiterhin
sind in ihnen Bohrungen8 für die Aufnahme von Stellschrauben vorgesehen. Sie werden
um die Mittellinie A-A der
Jochbrücke 19 rechtwinklig abgebogen,
so daß eine günstige Auflagefläche für die Erregerspule entsteht und die Bauhöhe
verringert wird. Ein schmaler Mittelschenkel 20 ist für die Lagerung der Drehachse
vorgesehen. Er wird in der gleichen Richtung wie die Seitenschenkel rechtwinklig
abgebogen, derart, daß seine Außenkante mit der Jochkante abschließt und keine Teile
über die Jochbreite hinausragen. In der Höhe der wirksamen Schenkel wird dieser
Träger nach innen abgebogen, so daß er eine U-förmige Brücke bildet, zwischen welcher
die Drehachse des Ankers gelagert wird.
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Die Bohrungen für die Aufnahme der Steinschrauben sind mit 21 bezeichnet.
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PATENTANSPROCHE: 1. Meßwerk zur Zeitmarkierung, insbesondere für
Störungszeitschreiber mit U-förmigem Magneteisen und einem an einem Ende die Schreibfeder
tragenden Anker, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei entsprechend geformte Erregerspulen
tragenden Schenkel des vorzugsweise aus einem Blech hergestellten Magneteisens im
IQuerschnitt ein in Ankerrichtung langgestrecktes Rechteck bilden und der zwischen
den Schenkeln gelagerte Anker die Form eines langgestreckten S hat, dessen Breitflächen
mit wechselnden Seiten der über die Erregerspulen ragenden M agnetei sen schenkel
den wirksamen Luftspalt bilden.