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Vorrichtung zur Uberwadiung von Gleichstromkreisen mit optischer
Anzeige Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Uberwachung von Gleichstromkreisen
mit einem beweglichen Anker in einem Spulenfeld, der je nach seiner Stellung einen
Lichtstrahl abdeckt bzw. freigibt.
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Es sind bereits elektrische Meßinstrumente bekannt, bei denen der
zu messende Strom durch eine Spule fließt und die im Inneren ein Plättchen aus ferromagnetischem
Material aufweisen. Das Plättchen ist meist auf einer Achse angeordnet und überträgt
seine Bewegung auf einen Zeiger oder ähnliche Mittel Auch als permanenter Magnet
ausgebildete Plättchen sind in Spulen angeordnet, wobei die Kraftlinien des Plättchens
in der Plättchenebene verlaufen. Schließlich ist es bekannt, ein Relais mit einem
drehbaren Plättchen zu versehen, das den beweglichen Teil im Feld eines Elektromagneten
bildet. Durch das drehbare Plättchen wird ein Kontakt betätigt.
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Es sind auch Lichtsteuervorrichtungen für Drehspulnullgalvanometer
bekannt, bei denen mit einem I,eweglichen Anker im Spulenfeld ein Lichtstrahl abgedeckt
bzw. freigegeben wird. Hierzu ist ein kostspieliges Drehspulinstrument mit teuererLagerung
auf Spitzen und großer Empfindlichkeit vorgesehen. Die auf den Rahmen gewickelte
Spule muß mit beweglichen Anschlüssen versehen sein, die gleichzeitig als Spiralfedern
zur Rückführung des Drehspulrähmchens ausgebildet sind. Neben dem Rahmen mit der
Spule und seiner empfindlichen Lagerung ist ein Dauermagnet mit Kern erforderlich,
wobei außerdem bewegliche Anschlüsse vorgesehen sein müssen. Bei der Anordnung dieser
Lichtsteuerung in einer Schalttafel, in der nebeneinander mehrere tSberwachungsvorrichtungen
angeordnet werden müssen, dürfte der Platzbedarf für die bekannte Lichtsteuervorrichtung
mit Drebspulinstrumenten sehr groß sein. Die Anwendung der bekannten Lichtsteuervorrichtang
mi Drebspulinstrumenten auf Fahrzeugen bedarf einer zusätzlichen federnden Aufhängung,
weil die Anordnung zu empfindlich ist. Die Lager der bekannten Lichtsteuervorrichtung
sind auch dem Verschleiß und der Nachstellung unterworfen, und die Zuführungen werden
dauernd beansprucht.
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Um diese Mängel zu vermeiden, ist erfindungsgemäß der bekannte Anker
im Spulenfeld als frei angeordnetes Dauermagnetplättchen ausgebildet und so magnetisiert,
daß seine Kraftlinien senkrecht zur Plättchenebene verlaufen und das Plättchen bei
nicht erregter Spule (Ruhestellung) eine Lage in Richtung des Spulenfeldes einnimmt,
während das Plättchen bei erregter Spule (Arbeitsstellung) sich um eine in der Plättchenebene,
vorteilhaft etwa an dem einen Ende des Plättchens liegende ideelle Achse dreht.
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Der Platzbedarf ist gering, eine robuste Anordnung für die Anwendung
auf Fahrzeugen liegt vor, und Verschleißteile und das Nachstellen werden vermieden.
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Das Magnetplättchen erhält zweckmäßig in seiner Arbeitsstellung eine
solche Schräglage im Hohlraum der Relaisspule, daß es nach Abschaltung des Relais
durch die Erdanziehung selbsttätig in seine Ruhestellung zurückgeht. Das D auermagnetplättchen
kam auch mit einer Rückstellfeder verbunden sein.
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Es ist vorgesehen, das Dauermagnetplättchen innerhalb der Magnetspule
gegen Herausfallen zu sichern und die Schwenkkante des Dauermagnetplättchens durch
Anschläge oder Führungen zu begrenzen.
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Es kann eine einfache Überwachungs- und Kontrollvorrichtung geschaffen
werden, bei der für die zu überwachenden Stromkreise jeweils ein Relais vorgesehen
ist und mehrere Relais neben- bzw. übereinander schalttafel artig angeordnet werden.
Eine Lichtquelle hinter der Schalttafel bzw. durch Lichtleitvorrichtungen herangeführte
Lichtstrahlen werden in allen Relais in der Ruhestellung sichtbar. Sobald ein Stromkreis
eingeschaltet ist, sperrt das Magnetplättchen des jeweiligen Relais den ihm zugeordneten
Lichtstrahl ab. Fällt ein eingeschalteter Stromkreis aus, so ist dies sofort daran
zu erkennen, daß durch das entsprechende Relais die Lichtstrahlen ungehindert hindurchtreten
können.
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Zusätzlich zu der optischen Anzeige kann auch eine akustische Anzeige
vorgenommen werden, die durch einen Steuerstromkreis ausgelöst wird. Zu diesem Zweck
können im Hohlraum der Relaisspule feste Kontakte angeordnet werden, von denen jeweils
zwei Kontakte entweder in der Ruhestellung oder in der Arbeitsstellung des Magnetplättchens
von diesem überbrückt werden und den Steuerstromkreis schalten. Auch in beiden Stellungen
des Plättchens können
Kontakte eines zusätzlichen Anzeigestromkreises
gesteuert werden.
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Die Überwachungs- und E;ontrollvorrichtung kann für Stromkreise aller
Art angewendet werden, insbesondere z. B. für Kraftfahrzeuge, Flugzeuge, auf Flugplatzlandebahnen
und auf Schiffen. Die Leistungsaufnahme des Überwachungsrelais ist äußerst gering,
so daß kaum Betriebskosten für die Überwachung anfallen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 eine Relaisspule mit ihren Kraftlinien,
Abb. 2 das Dauermagnetplättchen mit seinen Kraftlinien, Abb. 3 die Anordnung des
Plättchens in der Relaisspule in der Ruhestellung, Abb. 4 die zugehörige Seitenansicht,
Abb. 5 das Magnetplättchen in der Arbeitsstellung bei erregter Relaisspule und Abb.
6 ein Schaltschema.
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Das Gleichstromrelais besteht aus der Spule 1, die auf den Spulenkörper
2 gewickelt ist und die Stromanschlüsse 3 und 4 besitzt. Der Spulenkörper 2 besteht
aus nicht magnetisierbarem Material und hat den Hohlraum 5. Die Kraftlinien 6 laufen
innerhalb der Spule 1 in Richtung der Spulenachse. Das Dauermagnetplättchen 7 hat
einen Kraftlinienfluß 12 senkrecht zur Plättchenebene.
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Bei nicht erregtem Relais nimmt das Magnetplättchen 7 (Abb. 3 und
4) eine Lage in Richtung des Spulenfeldes ein, so daß Lichtstrahlen 8 durch den
Hohlraum 5 des Relais hindurchgeleitet werden können.
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In der Arbeitsstellung (Abb. 5) bei erregter Relaisspule 1 schwenkt
das Plättchen 7 in die Lage 7' um eine ideelle Achse, die in der Plättchenebene
liegt. Die Drehachse befindet sich vorteilhaft an dem einen Ende des Plättchens
7. In der Stellung 7' sperrt das Plättchen 7 die Lichtstrahlen 8 ab und verhindert
den Durchgang dieser Strahlen durch den Hohlraum 5 der Relaisspule t.
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Die Form der Relaisspule und ihr Querschnitt können beliebig sein,
wenn in entsprechender Weise das Dauermagnetplättchen 7 ausgebildet ist. Auch der
Schwenkwinkel bei erregtem Relais kann verschieden ausgebildet werden.
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Die Anwendung erfolgt gemäß Abb. 6. Ein elektrischer Verbraucher9
ist in einen Stromkreis gelegt, der über die Relaisspule 1 führt. Von einer Lichtquelle
10 od. dgl. gelangen die Lichtstrahlen 8 zu Kontrollzlvecken durch den Hohlraum
5 der Relaisspule und sind bei 11 sichtbar. Sobald der Verbraucher 9 eingeschaltet
wird, wird das Relais erregt, und das Dauermagnetplättchen 7 sperrt den Lichtdurchgang
ab. Bei Verbrauchern, welche nicht in Betrieb sind, kann ein Lichtdurchtritt durch
das entsprechende Relais erfolgen.
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Es ist auch möglich, die umgekehrte Anordnung vorzusehen, wenn eine
zweite Spulenwicklung über das Relais gelegt wird, die das Magnetplättchen in der
Ruhestellung anhebt und den Lichtdurchgang absperrt. Bei Inbetriebsetzung des Verbrauchers
heben sich dann die Felder beider Magnetspulen auf, und das Magnetplättchen geht
in seine andere Stellung, in der ein Lichtdurchtritt erfolgt.
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Mit dem Relais nach der Erfindung ist auch eine Spannungsüberwachung
möglich. Das Relais erhält dann eine hochohmige Erregerspule, die bei Spannungsänderungen
anspricht.
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PATENTANSPROCHE 1. Vorrichtung zur Überwachung von Gleichstromkreisen
mit einem beweglichen Anker im Spulenfeld, der je nach seiner Stellung einen Lichtstrahl
abdeckt bzw. freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker als frei im Spulenfeld
angeordnetes Dauermagnetplättchen (7) ausgebildet und so magnetisiert ist, daß seine
Kraftlinien (12) senkrecht zur Plättchenebene verlaufen und das Plättchen bei nicht
erregter Spule (1, Ruhestellung) eine Lage in Richtung des Spulenfeldes einnimmt,
während das Plättchen (7) bei erregter Spule (Arbeitsstellung) sich um eine in der
Plättchenebene, vorteilhaft etwa an dem einen Ende des Plättchens liegende ideelle
Achse dreht.