DE1076236B

DE1076236B - Sicherheitsvorrichtung fuer Regel- oder Steuereinrichtungen

Info

Publication number: DE1076236B
Application number: DEW8104A
Authority: DE
Inventors: Georg C K Withof Sen; Dipl-Ing Karl-Georg Holsten
Original assignee: GEORG C K WITHOF GmbH
Current assignee: GEORG C K WITHOF GmbH
Priority date: 1952-03-13
Filing date: 1952-03-13
Publication date: 1960-02-25

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für Regel- oder Steuereinrichtungen zur Überwachung von Meßfühlern, z. B. Thermoelementen, welche durch Bruch oder sonstige Störungen ausfallen können und somit die betreffende Anlage gefahrden.

Ähnliche Einrichtungen, die auf dem elektrischen Prinzip beruhen, sind bereits bekannt. Sie haben jedoch Nachteile, die die nachstehend beschriebene Erfindung vermeidet.

Eine bekannt gewordene Sicherheitseinrichtung gegen Thermoelementbruch beruht auf dem Prinzip der Gleichstrombrücke. Bei ihr liegt das Meßsystem im Nullzweig der Brücke, und sie hat den Nachteil einer schwierigen Abgleichung dadurch, daß der Abgleichwiderstand im Meßkreis liegt und Änderungen des Meßkreiswiderstandes Anzeigefehler bedeuten, die eine Kompensation erfordern. Ein Abgleich ist außerdem immer am Einbauort der Anlage erforderlich. Schon eine verhältnismäßig geringe Veränderung des Widerstandes des Thermoelementes durch Abbrand oder durch verschieden hohe Temperaturen ergibt einen Fehler.

Eine weiter bekannt gewordene Ausführungsart für Überwachungsanlagen benutzt eine Wechselstrombrücke, in deren Nullzweig ein Gleichrichter liegt, der bei einer Verstimmung der Brücke eine Wechselspannung erhält und diese gleichrichtet. Die so erzeugte Gleichspannung wird einem zusätzlichen Relais zugeführt, das nun einen elektrischen Vorgang auslöst.

Eine andere bekanntgewordene Sicherheitseinrichtung gegen Thermoelementbruch besteht darin, daß über einen großen Widerstand ein Wechselstrom durch die Parallelschaltung von Meßsystem und Thermoelement geleitet wird, während außerdem parallel zum Meßwerk ein mit einem Schwellwert behafteter Gleichrichter liegt. Hier wird der genannte Effekt des Gleichrichters ausgenutzt, kleine anliegende Wechselspannungen nur in geringem Maße gleichzurichten, die aber bei Thermoelementbruch auftretenden großen Wechselspannungen in einen starken Strom umzuformen. Die Voraussetzungen für diese Schaltung sind, wenn die Fehler gering bleiben sollen, ein hochohmiges Meßwerk im Vergleich zum Widerstand des Thermoelementkreises. Wenn es sich jedoch um niederohmige Meßwerke handelt, z. B. 100 Ohm und weniger, wie man sie bei nur zur Verfügung stehenden geringen Thermospannungen hat, und der Außenwiderstand des Kreises verhältnismäßig hoch ist, beispielsweise entsprechend der Norm 20 Ohm, so ist der Spannungsabfall über dem Außenwiderstand bereits so groß, daß trotz des ausgenutzten Schwell wertes des Gleich-Sicherheitsvorriditung für Regeloder Steuereinrichtungen

Anmelder:

Georg CK. Withof G.m.b.H.,
Kassel-Hasenhecke

Georg C. K. Withof sen., Kassel-Wilhelmshöhe,
und Dipl.-Ing. Karl-Georg Holsten,

Kassel- Wilhelmshöhe,
sind als Erfinder genannt worden

richters ein merklicher Strom fließt, der einen Meßfehler verursacht.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß bei einer mit Wechselstrom gespeisten Brückenschaltung, bei der im Nullzweig ein Gleichrichter liegt, der bei Auftreten einer Störung einen Gleichstrom zur Auslösung eines Schaltorganes liefert, das nur auf Gleichstrom ansprechende Schaltorgan in einem der Brückenzweige angeordnet ist und eine Auslösung erfolgt, wenn sich infolge einer Störung, z. B. durch Thermoelementbruch, der vom Gleichrichter gelieferte Gleichstrom dem über die Brückenzweige fließenden Wechselstrom überlagert.

Im normalen Betriebszustand fließt also kein Gleichstrom durch den Gleichrichter, da bei ausgeglichener Brücke keine Wechselspannung am Gleichrichter entsteht. Eine Beeinflussung des Meßergebnisses ist dadurch vermieden.

Tritt durch eine Widerstandsänderung in den Brückenzweigen, beispielsweise durch eine Unregelmäßigkeit im Meßkreis, eine Verstimmung der Brücke ein, so entsteht durch den Gleichrichter ein Gleichstrom, welcher zur Auslösung von Anzeige- und Schaltvorgängen benutzt werden kann. Da der Gleichstrom auch über den Meßkreis fließt, kann auch durch das Meßwerk selbst ein Schaltvorgang ausgelöst werden. Auch geringe Widerstandsschwankungen des Thermoelementes, verursacht durch verschiedene Arbeitstemperaturen und durch geringen Abbrand, machen sich durch die in der Erfindung benutzte Brückenschaltung wesentlich weniger als Fehler bemerkbar, als bei einer der bekannten Anordnungen.

909 757/390

Die Erfindung soll an Hand von Zeichnungen in einigen Anschauungsbeispielen erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein Schaltschema, das zur Erläuterung der Erfindung dient.

Hierin ist bezeichnet mit α ein Anzeige- oder Steuergerät, welches in einem Zweig der Brücke liegt und nur auf Gleichstrom anspricht. Mit 1, 2 und 3 sind die in den übrigen Zweigen der Wechselstrombrücke liegenden Widerstände gekennzeichnet. Ein Gleichrichter g liegt im Nullzweig der Brücke. Über diesen fließt ein Strom nur dann, wenn das Gleichgewicht der Brücke gestört ist. Der Transformator c speist die Brücke mit Wechselstrom. Im normalen Betriebszustand fließt über die Zweige der Brücke ein Wechselstrom. Das Anzeige- oder Steuergerät α tritt nicht in Funktion, da es nur auf Gleichstrom anspricht und der Gleichrichter g bei Brückenabgleich keine Wechselspannung erhält.

Ändert sich einer der Brückenwiderstände, so tritt eine Verstimmung der Brücke ein. Es fließt dann ein Gleichstrom über den Nullzweig, so daß sich dem über die Brückenzweige fließenden Wechselstrom ein Gleichstrom überlagert, der nun einen Warn- oder Regelvorgang auslöst.

Fig. 2 zeigt eine Schaltung gemäß der Erfindung für eine Meß- oder Regeleinrichtung in Verbindung mit einem Thermoelement als Thermoelementbruchsicherung.

Mit OLJst wieder ein Anzeige- oder Steuergerät bezeichnet, zu welchem ein Thermoelement b parallel geschaltet ist. Die übrigen Bezeichnungen entsprechen denen der Fig. 1. Der Widerstand 1 entspricht dem Kombinationswiderstand des Thermoelementes b und des Anzeige- oder Steuergerätes a. Die Widerstände 2 und 3 sind groß gegenüber dem Widerstand 1. Im abgeglichenen Zustand der Brücke erhält der Gleichrichter g keine Wechselspannung, und es entsteht demzufolge auch kein Gleichstrom, welcher das Meßergebnis des Anzeige- oder Steuergerätes a fälschen könnte. Bei Schadhaftwerden des Thermoelementes b, zum Beispiel beim Bruch desselben, wird das Gleichgewicht der Brücke gestört. Es entsteht, wie bei Fig. 1 dargelegt, im Gleichrichter ein Gleichstrom, der über das Anzeige- oder Steuergerät fließt und dort zur Auslösung eines Anzeige- oder Schalt-Vorganges benutzt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Schaltung in besonderer Ausführung, um den parallel zum Meß- oder Regelkreis liegenden Brückenkombinationswiderstand zu erhöhen.

Hierin bezeichnen a, b, c, g, 1, 2 und 3 dieselben Elemente wie in Fig. 2. Ein Zusatzwiderstand 4 liegt in Reihe mit dem Kombinations widerstand, bestehend aus den Widerständen des Anzeige- bzw. Steuergerätes α und des Thermoelementes b. Der Widerstand 1 entspricht dem Gesamtwiderstand, der sich aus den Widerständen von a, b und 4 zusammensetzt. Ist das Anzeige- oder Steuergerät α sehr hochohmig, so kann der parallel geschaltete Widerstand des Thermoelementes b durch den Widerstand 4 geeignet erhöht werden.

Fig. 4 zeigt eine Schaltung, bei welcher ein Ausschaltorgan in Reihe mit dem Meß- und Steuerzweig der Brücke liegt.

Die Bezeichnungen a, b, c, g, 1, 2 und 3 kennzeichnen dieselben Elemente wie in Fig. 2. Mit r ist ein Auslöseorgan bezeichnet, zum Beispiel ein Relais, welches in Reihe mit dem Anzeige- oder Steuergerät ß liegt. Bei Schadhaftwerden des Thermoelementes b bewirkt der dann fließende Gleichstrom den Auslösevorgang nicht im Steuergerät a, sondern in dem getrennten Auslöseorgan r.

Claims

Patentansprüche:

1. Sicherheitsvorrichtung für Regel-oder Steuereinrichtungen, bestehend aus einer mit Wechselstrom gespeisten Brückenschaltung, bei der im Nullzweig ein Gleichrichter liegt, der bei Auftreten einer Störung einen Wechselstrom zur Auslösung eines Schaltorganes liefert, dadurch gekennzeichnet, daß das nur auf Gleichstrom ansprechende Schaltorgan in einem der Brückenzweige angeordnet ist und eine Auslösung erfolgt, wenn sich infolge einer Störung, z. B. durch Thermoelementbruch, der vom Gleichrichter gelieferte Gleichstrom dem über die Brückenzweige fließenden Wechselstrom überlagert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Entstehung des Gleichstromes ein elektrisches Meß system auf seinen Maximalausschlag einstellt und so einen elektrischen oder mechanischen Vorgang auslöst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Entstehung des Gleichstromes ein elektrisches Meß system auf einen unterhalb seines Minimalausschlages liegenden Wert einstellt und so einen elektrischen oder mechanischen Vorgang auslöst.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Gleichstrom betätigte Schaltorgan mit dem Anzeige- oder Steuergerät in Reihe geschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des parallel zum Anzeige- oder Steuergerät liegenden Brückenwiderstandes ein Festwiderstand in Reihe zum Anzeige- oder Steuergerät geschaltet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichrichter im Nullzweig ein Trockengleichrichter oder ein Röhrengleichrichter verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung ρ 6807 VIIIb/21 cD (bekanntgemacht am 9. 8. 1951);

deutsche Patentschriften Nr. 862 189, 824 365;
britische Patentschrift Nr. 297 261.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen