CH242530A

CH242530A - Einen Ausdehnungs-Temperaturfühler als Geber und einen Empfänger aufweisende Einrichtung.

Info

Publication number: CH242530A
Authority: CH
Inventors: Ag Landis Gyr
Original assignee: Landis & Gyr Ag
Priority date: 1944-11-25
Filing date: 1944-11-25
Publication date: 1946-05-15

Description

Einen Ausdehnungs-Temperaturf hler als Geber und einen Empfänger aufweisende
Einrichtung.

Da, s Hauptpatent bezieht sich auf eine einen Ausdehnungs-Temperaturfühler als Geber und einen Empfänger aufweisende Einrichtung. Ein Ausdehnungs-Temperaturfühler benutzt die Eigenschaft fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe, mit veränderlicher Temperatur ihr Volumen zu verändern.

Die im Patentanspruch des Hauptpatentes vorgeschlagene Einrichtung besteht darin, da¯ eine Ausdehnungsvorrichtung bei jeder Temperaturänderung auf einen Anker einer Drosselspule wirkt, wodurch deren Selbstinduktion und damit ein die Drosselspule durchfliessender Strom in Abhängigkeit von der Temperatur verändert und dadurch ein Empfänger gesteuert wird. Gemäss einer im Hauptpatent beschriebenen bevorzugten Ausführung sind eine eigentliche F hlerdrossel und eine Einstelldrossel vorgesehen, die zwecks Beseitigung von äussern Stoxeinflüs- sen und zur Erhöhung der Wirkung als Dop peldrosseln ausgebildet sind. Hierzu liegt je eine Drosselwicklung zusammen mit einer Wicklung eines Anzeige-oder Eontaktinstru- mentes in Reihe an der Betriebsspannung.

Bei dieser Doppeldrosselschaltung kommen nachteiligerweise Widerstandsänderungen in den Drosselstromkreisen in der Sollstellung des Anzeige-oder Kontaktinstrumehtes zur Auswirkung. Ausserdem muss das Kontaktinstru- ment weitgehend symmetriert werden, was umständlich ist. Schliesslich wirkt ein oft un- erwünschter, spannungsabhängiger magnetischer Zug auf das Fühlorgan.

Die vorliegende zusätzliche Erfindung er möglicht, die Einrichtung gemäss dem haut- patent dadurch zu verbessern, dass die Drosselspule, auf deren Anker eine Ausdehnungsvorrichtung kontinuierlich einwirkt, zusammen mit einer andern Impedanzvorrichtung in Nullschaltung mit dem Empfänger, z. B. einem Anzeige-oder Eontaktinstrument, verbunden ist.

Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäBen Einrichtung sind in beiliegender Zeichnung dargestellt, in welcher
Fig. 1 eine Ausführung mit in Reihe und gegeneinander geschalteten Sekundärdrosselwicklungen darstellt.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel mit parallel ge schalteten Drossel wicklungen. Die
Fig. 3 und 4 stellen besondere Anordnungen von Doppeldrosseln dar.

Fig. 5 zeigt ein Schaltschema für eine Drossel gemÏ¯ Fig. 3, während
Fig. 6 eine Schaltung mit mehxeren Drosseln und
Fig. 7 eine Schaltung mit einer Drossel, welche zugleich Fthler-und Einstelldrossel ist, zeigen.

In Fig. 1 stellen a und b die beiden Pole eines Wechselstromnetzes dar. An diesem Netz liegen zwei Doppeldrosseln 1 und 2 sowie ein Kontaktinstrument 3. Die Doppel drossel l ist als Fühlerdrossel ausgebildet.

Hierzu wird ihr Anker 4 durch einen Aus dehnungstemperaturfühler, der beispielsweise aus einem Fühlrohr 5 und einem Innenstab 6 besteht, bewegt, während die Doppeldrossel 2 als Einstelldrossel dient, wozu ihr Anker 7 durch eine Einstellschraube 8 beliebig eingestellt werden kann. Die beiden Doppeldrosseln 1 und 2 weisen je eine Primärwicklung 9 und 10 und je eine Sekundärwicklung 11 und 12 auf.

Das Eontaktinstrument 3 besteht im vorliegenden Beispiel aus einem Ferrarisinstru- ment und weist hierbei eine Spannungsspule 13 und zwei Strom-bezw. Steuerspulen 14 und 15 auf. Auf einer nicht dargestellten Systemscheibe ist ein Mittelkontakt 16 angeordnet, welcher zwischen zwei Aussenkontak- ten 17 und 18 hin-und herbewegbar ist. WÏhrend nun die beiden Primärwicklungen 9 Und 10 der beiden Drosselspulen 1 und 2 in Reihe liegen und direkt an die Netzspannung angeschlossen sind, sind die beiden Sekundär- wicklungen 11 und 12 gegeneinander geschaltet und liegen in Reihe mit den beiden Steuerspulen 14 und 15 des Kontaktinstrumentes.

Das Rontaktinstrument 3 ist mit den beiden Drosseln 1 und 2 in einer Nullschaltung angeordnet. Unter Nullschaltung soll hier eine Schaltung verstanden werden, bei wel- cher beim Sollwert kein Strom in den Strombezw. Steuerwicklungen 14 und 15 des den Empfänger bildenden Eontaktinstrumentes fliesst.

Die Wirkungsweise der vorgeschriebenen Anordnung ist die folgende :
Liegen die beiden Anker 4 und 7 der beiden Drosselspulen 1 und 2 genau in glei cher Lage bezüglich ihrer Magnetjoche, so heben sich die in den Sekundärwicklungen 11 und 12 durch Steuerflüsse induzierten Wech- selstromspannungen auf ;

die beiden Spulen 14 und 15 des Eontaktinstrumentes sind somit stromlos nnd der Mittelkontakt 16 6 bleibt zwischen den beiden Aussenkontakten 17 und 18-liegen. Ändert nun-infolge-einer Temperaturänderung-der Anker 4 seine Lage gegenüber seinen Magnetjochen etwas, so entsteht im Sekundärkreis eine Wechselstromdifferenzspannung, welche mit zunehmender Temperaturänderung wächst, während der nunmehr durch die Spulen 14 und 15 fliessende Strom eine solche Beeinflussung des Ferrarissystems bewirkt, da¯ dasselbe mit dem angebrachten Mittelkon'takt 16 in der einen oder andern Richtung entgegen der
Wirkung einer nicht dargestellten Feder,

die in der-Ruhelage den Mittelkontakt 16 in der Mittellage hält, drehen beginnt. Diese Drehung wird aufrechterhalten, bis der Mit tulkontakt 16 einen der beiden Au¯enkontakte 17 und 18 ber hrt. ¯ber diese Kontakte wird dann die nicht dargestellte, weitere Regel-, Steuerungs-oder Messeinrichtung im riehtigen Sinne betätigt. Durch Einstellung der Regeldrossel 2 mittels der Einstellschraube 8 kann eine bequeme Verlagerung des einzuhaltenden Temperaturwertes erreicht werden.

Zur Erläuterung des Ausfiihrungsbei- spiels nach Fig. 2 gelten die gleichen Be zugszeichen wie bei dem Beispiel nach Fig. 1.

Gemäss Fig. 2 liegen nun-sowohl die Primärwicklungen 9 und 10 als auch die Sekundär- wicklung 11 und 12 der beiden Drosselspu- len l und 2 je in Reihe und sind direkt an die Netzspannung angeschlossen. Die Nullschal- tung der vier Wicklungen 9, 10, 11 und 12 wird durch eine elektrische Brücke gebildet, i7i deren Diagonalzweig die Spannung an den Punkten Pl und P2 abgegriffen und den Spulen 14 und 15 des Kontaktinstrumentes 3 zugeführt wird. Bei vollständig Ebgegli6he- ner Brücke herrscht zwischen den Punkten PI und P2 keine Spannung und die Steuerspulen 14 und 15 sind stromlos.

Bei nicht abgeglichener Brücke entsteht hingegen zwischen PI und P2 eine Wechselstromdifferenz- spannung, die mit der Temperaturdifferenz wächst, während der nunmehr durch die Steuerspulen 14 und 15 fliessende Strom wiederum eine solche Beeinflussung des Ferraissystems des Eontaktinstrumentes 3 bewirkt, dass der Mittelkontakt in der einen oder andern Richtung zu drehen beginnt. Diese Drehung wird so lange aufrechterhalten, bis der Mittelkontakt 16 einen der beiden Aussenkon- takte 17 oder 18 berührt.

In Fig. 3 ist eine besondere Ausbildung der Drossel dargestellt, welche den Vorteil aufweist, dass die magnetische Rückwirkung auf das Einstellsystem in abgeglichenem Zu- stand annähernd zum Verschwinden gebracht werden kann. Bei der Drosselausbildung nach Fig. 3 ist der Anker 4 in der Achsrichtung der fest angeordneten Sekundärspule 11 verschiebbar angeordnet. An Stelle der festen Spule 11 und des beweglichen A'nkers 4 kann natürlich auch der Anker 4 im Raum fest angeordnet und die Wicklung 11 unter dem Einfluss der Fühlrohrausdehnung verschieb- bar sein.

Auf diese Weise kann der magnetische Zug sogar ganz zum Verschwinden gebracht werden,
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbei- spiel einer Drossel dargestellt, bei welcher die magnetische Rückwirkung im abgeglichenen Zustande ebenfalls ganz verschwindet, da die Spule 11 wirkungslos wird. Bei dieser Drossel ausfiihrung ist der Anker 4 drehbar angeordnet und die Verschiebebewegung des Füh- lers 5, 6 kann-wie angedeutet-durch einen Hebel 19 oder sonst in geeigneter Weise auf den Anker 4 übertragen werden.

In der-Fig. 5 ist das Schaltsehema fAr ,-eine Drossel gemäB der vorbeschriebenen Aus fiihrung nach Fig. 3 dargestellt. F'iir eine solche Drossel kommt natürlich nur eine Schaltung nach Fig. 1 in Frage, da ja die Drosselwicklungen 11 und 12 in abgeglicherem Zustande stromlos sein sollen. Auch bei diesemBeispiel ist die mit den'Wicklungen 9 und 11 versehene Drossel als Fühldrossel ausgebildet, während die mit den Wicklungen 10 und 12 versehene Drossel als Einstelldrossel dient.

Die Drossel nach Fig. 4 wird ähnlich geschaltet wie gemäss Schema der Fig. 1 und 5, das heisst ihre Wicklungen 9 und 11 treten an die mit den gleichen Bezugsziffern bezeich- neten Stellen der Fig. 5.. Selbstverständlich kann die Drossel nach Fig. 4 auch als Einstelldrossel ausgebildet sein, und es können je eine solche Drossel als Fühlerdrossel und als Einstelldrossel gemäss Schaltung nach den Fig. 1 und 5 angeordnet sein.

An Stelle von nur zwei Drosseln können natürlich auch mehr Drosseln Verwendung finden, wie es beispielsweise in Fig. 6 für eine Schaltung nach F'ig. 1 gezeigt ist. In einem, solchen Fall können dann die Drosseln auch auf verschiedene physikalische Grössen ansprechen, immer eine dieser Drosseln, z. B. die Drossel 20, jedoch auf Temperatur. Die Drossel 21 kann z. B. auf Feuchtigkeit, Druck usw. ansprechen, während die Drossel 23 wiederum als Einstelldrossel ausgebildet ist. Die Sollwertverstellung ist dann abhän- gig von der Zusammenwirkung der verschie- denen physikalischen Grössen.

Schliesslich ist es ohne weiteres möglich, da¯ z. B. die F'iihlerdrossel 20 zugleich als Einstelldrossel ausgebildet ist und die zwei restlichen Zweige der Brücke durch Impedan- zen beliebiger Art gebildet werden. Eine solche Schaltung ist beispielsweise in Fig. 7 dargestellt, wo die Drossel 23 zugleich als Fühler-und als Einstelldrossel dient und in den zwei restlichen Zweigen die Impedanzen 24 und 25 eingeschaltet sind.

Die beschriebenen Schaltungen und Anordnungen haben gegenüber. dem eingangs ge nÅannten-Vorteil den weiteien-Vorteil, daB im Fall einer Verstärkung der Steuerströme nur ein leicht einzubauender Verstärker notwen- dig ist, während bei derSchaltung nach dem Hauptpatent zwei ganz-genau abgeglichene Verstärker notwendig sind.

Bei den Schaltungen nach dem HÅauptpatent bewirkt hierbei eine ungleiche Veränderung Verstär- kungsgrades eine Sollwertänderung des Re glers. Bei den Schaltungengemässder vorliegenden zusätzlichen Erfindung dagegen verursacht ein, schwankender Verstärkungsgrad lediglich eine mieist bedeutungslose kleine Änderung der Empfindlichkeit des Reglers.

Claims

PA. TENTANSPR. UCH : E'inen Ausdehnungs-Temperaturfühler als Geber und einen Empfänger aufweisende Einrichtung nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, da¯ die Drosselspule, auf deren Anker eine Aus dehnungsvorrichtung kontinuierlich einwirkt, zusammen mit einer andern Impedanzvorrich- tung in Nullschaltung mit dem Empfänger verbunde'n ist.

UNTERANSPR¯CHE: 1. Einrichtung nach P'atentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzvor- richtung, die mit der Drosselspule und dem Empfänger durch eine Nullschaltung verbunden ist, aus einer Drosselspule besteht.

2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da¯ die Drosselspulen aus Doppeldrosseln mit je einer primären und einer sekundären Wicklung bestehen.

3. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, da¯ die eine der beiden Dros selspulen als Einstelldrossel ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Drosselspule, auf deren Anker eine Ausdehnungsvorrichtung ein- wirkt, zusammen mit der andern Impedanzvorrichtung mit dem Empfänger verbindende Nullschaltung eine Brückenschaltung ist.

5.. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da¯ die Nullschaltung eine Brückenschaltung ist und da¯ die Füh- lerdrossel, das heisst die Drossel, auf deren Anker eine Ausdehnungsvorrichtung einwirkt, zugleich als Einstelldrossel ausgebildet ist und primäre und eine sekundäre Wicklung aufweist, welche Wicklungen zwei Zweige -der Brücke bilden, während die beiden rest lichen Zweige der Brücke aus andern Impedanzen gebildet werden, wobei die Diagonalspannung der Brücke auf die Steuerspulen eines den Empfänger bildenden Eontaktin- strumentes geführt wird.

6. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1¯31, dadurch'gekenn- zeichnet, dass die primären Wicklungen der Drosseln in Reihe geschaltet an der Netzspannung liegen, während die sekundären Drosselwicklungen gegeneinander geschaltet-sind und gemeinsam auf Steuerwicklungen eines Kontaktinstrumentes einwirken, 7. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 13 und 6, dadurch gekennzeichnet, daB weitere Drosselspulen vorhanden sind, auf die andere physikalische Graben als die Temperatur einwirken, derart, dass eine Sbllwertstellung des Empfängers in Abhängigkeit auch von diesen andern physikalischen Grössen erzielt wird.

8. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteranspriiehen 1-3 und 6, dadurch gekennzeichnet, da¯ die sekundäre Drosselwick- lung einen längsverschiebbaren Anker enthält.

9. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 13 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Drosselwick- lung über einem im Raume fest angeordneten Anker längsverschiebbar ist.

10. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da¯ der Empfänger ein Eontaktinstrument ist.

11. Einrichtung nach Patentanspruch und Irnteranspruch 10, dadurch¯ gekennzeichnet, dass das Kontaktinstrument ein Ferraisgerät ist.