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Signaleinrichtung für elektrische Wärmemesser -zur Anzeige einer größeren
Anzahl von Wärmestellen durch ein elektromagnetisches Failbügelkontaktgalvanometer.
Die Messung hoher Temperaturen voll technischen Ofen erfolgt fast ausschließlich
durch elektrische Temperaturmeßinstrumente, wie z. B. Thermoelemente, Widerstandsthermometer,
Strahlungsmesser, deren Anzeige durch sehr empfindliche Galvanometer geschieht.
Es ist möglich, auch mehrere nalvanometer an ein Thermoelement anzuschließen, von
denen eines an der Meßstelle angebracht ist, während das andere in einem entfernteren
Kontrollrauiii, wie z. B. der Meisterbude, aufgestellt ist. Da die Galvanometer
einerseits gegen Verstaubung, andererseits gegen Erschütterung ziemlich empfindlich
sind, bereitet die Aufstellung derselben in Betriebsriiumen öfters nicht unerhebliche
Schwierigkeiten. Besonders, wenn die Beleuchtungsverhältnisse nicht sehr günstige
sind, was gerade in Ofenräumen sehr häufig der Fall ist, ist die Ablesung infolge
der feinen Zeiger oft sehr schwierig, besonders für ungeschulte Arbeiter. Es sind
daher, besonders in Amerika, in größeren Fabriken Anlagen errichtet worden, in welchen
ein Beamter an einer Zentralstelle die Temperaturen der Ofen an einem Galvanometer
abliest und dann ein optisches Signal von Hand einstellt, «-elches dem Ofenarbeiter
anzeigt, ob der Ofen auf der richtigen Temperatur, zu tief oder zu hoch ist. Diese
Einrichtung ist aber nur für eine bestimmte Anzahl Ofen brauchbar. Bei einer kleineren
Anzahl verteuern die Kosten eines solchen Beamten die Messung außerordentlich, während
bei einer größeren Anzahl die Gefahr eines Fehlers außerordentlich wächst. Die Erfindung
bezweckt nun, die Betätigung solcher optischenoderalaistischenSignale für eine Anzahl
von Termoelementen oder Widerstandsthermometern vollkommen selbsttätig zu gestalten.
Es bestehen zwar schon zuverlässig arbeitende Kontaktgalvanometer, bei welchen ein
Fallbügel in gewissen Zeiträumen niedergedrückt wird und so eine optische Anzeige
ermöglicht. Da aber diese Fallbügelgalv anometer verhältnismäßig kostspielig sind,
so ist es erwünscht, daß eine größere Anzahl von Termoelementen bzw. Widerstandsthermometern
an nur ein Galvanometer angeschlossen werden. Die Erfindung erfüllt nun die Aufgabe,
die Thermoelemente nacheinander an das Galvanometer anzuschließen und dadurch die
einzelnen Signalstellen entsprechend zu betätigen. Die Einrichtung muß aber so beschaffen
sein, daß das betreffende Therinoelement von neuem an das Galvanometer geschaltet
wird. Zur Erläuterung dient die schematische Zeichnung.
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Die Umschaltung geschieht durch eine \ockenscheibenwelle, welche durch
einen Elektromotor oder durch Verbindung mit einer Transmission mit bestimmter Geschwindigkeit
gedreht wird. Die Geschwindigkeit richtet sich im wesentlichen nach der Zeit, welche
das Galvanometer braucht, um mit Sicherheit sich richtig einstellen zu können. Es
ist hierzu eine Zeit von etwa ro bis 15 ,Sekunden erforderlich., wozu noch die Zeit
kommt, welche erforderlich ist, um die einzelnen Schaltbewegungen sicher auszuführen.
Es dürfte dazu im allgemeinen eine Gesamtschaltzeit für jedes Thermoelement von
etwa
2o Sekunden ausreichend sein. In besonderes: Fällen kann diese
Zeit beliebig anders gewählt werden. Es werden im allgemeinen etwasechs bis höchstens
zwölf Thermoelemente an ein Galvanometer geschaltet. Bei sechs Thermoelementen müßte
daher die Nockenwelle in i2o Sekunden - 2 Minuten eine Umdrehung machen. Die Anzahl
der anzuschließenden Thermoelemente richtet sich nun auch danach, wie schnell sich
die Temperatur ändert. Bei verhältnismäßig raschen Änderungen kann nur eine kleinere
Anzahl, bei langsamen Änderungen dagegen eine größere Anzahl angeschlossen werden.
In der Zeichnung ist der Anschluß nur zweier Thermoelemente eingezeichnet, um die
Schaltung übersichtlicher zu gestalten. T1 und T. sind die Thermoelemente, G ein
elektromagnetisch betätigtes Fallbügelgalvanometer, welches einen Maximal- und einen
-.Nlinimalkontakt enthält, welche so weit auseinander sind, daß der Zwischenraum
jenem Temperaturbereich entspricht, welcher als richtig zugelassen werden kann,
also etwa i o oder 2o°. Der Maximal- oder Minimalkontakt ist gemeinsam verstellbar,
so daß auf eine beliebige Temperatur eingestellt <<erden kann.
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Durch die Nockenscheiben (Ni-N8) werden nun Kontakte betätigt, und
zwar K, bis K;,. Die Kontakte K" K. schließen die Thermoelernente T, bzw. h in gewissen
Zeiträumen an das Galvanometer G an, während die Nokkenscheibe ar; den Kontakt 1i
; schließt, nachdem die für die Einstellung des Galvanometers G notwendige Zeit
abgelaufen ist. Durch den Kontakt h; wird ein Magnet 1T1 in den Stromkreis des Netzes
eingeschaltet. Der Magnet 1I, zieht den Fallbügel F herab tincl drückt den Zeiger
Z auf den Minimalkontakt A oder auf den @laximalkontalct b'
oder zwischen
beide. Gleichzeitig werden die Kontakte K3, K4 geschlossen; dadurch geht Strom aus
dem Netz durch den Kontakt A oder B des Galvanometers G über den Magneten M.= oder
31, je nach Einstellung des` Zeigers Z, durch das Schauzeichen S, und die Lampe
L, bzw. S3 und L3 sowie über den für gewöhnlich geschlossenen Kontakt K3 ins Netz
zurück. Die Stromläufe sind in diesem Falle also entweder K3, 11., S" L" i1Ta, K3,
Netz, F, Z, A, K3 oder K4, 113, S,j, L;;, 1I, K3, Netz; F, Z, B, K4.
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Die Lampen unterscheiden sich zweckmäßig durch Farben, z. B. kann
L, grün sein und gibt dadurch dem Arbeiter das Zeichen, daß die Temperatur des Ofens
zu niedrig ist, L@ ist weiß und zeigt an, daß die Temperatur des Ofens richtig ist.
Der Strom, der entweder durch L, oder L3 fließt, geht also noch über MB und öffnet
den Kontakt Klo. Ist der Zeiger Z weder auf dem Maximal- noch auf dein Minimalkontakt
B oder A, so wird durch keine der beiden Spulen M2 und M3 Strom fließen.
Es bleibt auch M,; stromlos, und fließt daher ein Strom aus dem Netz über die Kontakte
Kg und K", durch die Lampe L_ und das Schauzeichen S'_, wodurch angezeigt wird,
claß die Temperatur des Ofens richtig ist. Die Schauzeichen S, bis SE können ebensowohl
Lampen sein, aber auch zweckmäßig die üblichen bei Telephonen verwendeten Schauzeichen,
und sind in jenem Raum angebracht, in dem das Galvanometer G steht, wodurch die
Möglichkeit geschaffen ist, auch in diesem Raum die Temperaturen der ganzen Ofenanlage
zu übersehen. Sobald die Magnete II= oder 1v13 stromdurchflossen sind, bewirken
sie Schließung der Kontakte K,3 bzw. K1;. Der Stromverlauf ist dann folgender: Vom
gleichen Netzpol, an den der Fallbügel F des Galvanometers G anliegt, fließt ein
Strom über K,3 bzw. K" nach K,4 bzw. K,= und nach M2 bzw. :L23 weiter über S, bzw.
S'3 nach L, bzw. L3, von da nach Ma und über den für gewöhnlich geschlossenen Kontakt
K3 in das Netz zurück. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Kontakte K13
bzw. K,, auch dann geschlossen bleiben, wenn K3 und K4 durch Weiterdrehen der N
ockenscheiben N3, N4 unterbrochen werden. Gleichzeitig dient diese Anordnung zum
zwangläufigen Umschalten der grünen und roten Lampen L, und L 3, die niemals gleichzeitig
aufleuchten dürfen und voneinander abhängig -geschaltet sind. Wird beispielsweise
die grüne Lampe L, über den Fallbügel F, Minimalkontakt A, K3,
Ah, S,, L1, :11a, K$ eingeschaltet, so unterbricht 17. bei K,_ einen von
dein Netz über K", K,3, M3, S3, L3, 17a. K3 und Netz bestehenden Stromkreis, der
die rote Lampe L; aufleuchten ließ. Dadurch wird M3 stromlos, K,:, geöffnet und
K14 geschlossen. Es erlischt die rote LampeL3. Durch das Schließen von K14 kann
nun ein Strom fließen vom Netz über K,3, K,4, M=, S1, L,, Ma, K8 und Netz, wodurch
die Stromzuführung zu der grünen Lampe I_, gewährleistet ist, auch wenn K 3 und
K,, durch Weiterdrehen der Nockenwelle unterbrochen werden. In ähnlicher Weise findet
die Uriisehaltung von grün auf rot statt:- Das einmal eingestellte Signal bleibt
so länge stehen, bis durch die Nockenscheibe einanderes Therinoelenient angeschaltet
wird; denn bei Weiterdrehen der Nockenscheibe wird nun K, eingeschaltet, d. h. das
Thermoeleinent T, an das Galvanometer G angeschlossen, und es wiederholt sich für-das
Thermoelem-ent T2 dasselbe Spiel, indem entweder M4 oder M6 und dadurch die Signalzeichen
S4 oder S6 bzw. L, oder La zum Ansprechen gebracht werden
oder,'
wenn der Zeitger Z zwischen den beiden Kontakten A, B steht, das Schauzeichen S;
und die Lampe L 6.
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Es ist noch eine Nockens.cheibe Na vorgesehen, welche die Kontakte
KBbzw.K, öffnet und dadurch den Strom, welcher durch die Schauzeichen
S und Lampen L fließt, einen Augenblick unterbricht, nachdem der Fallbügel
F niedergedrückt ist. Diese Einrichtung ist notwendig für den Fall, daß ein Signalkreis
der farbigen Lampen L eingeschaltet ist, der bei der Einstellung des Galvanometers
G in dem Bereich zwischen Minimal- und Maximalkontakt A und B die Einschaltung des
Richtigstromkreises verhindern würde. Durch die Ausschaltung erlöschen plötzlich
die drei Schauzeichen S und die Lampen L einen Moment, um dann die Einschaltung
der durch das Galvanometer G eingestellten Stelle richtig anzuzeigen.
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Die ganze Einrichtung läßt sich in einfacher Weise und in gedrängter
Bauart aufstellen, so daß sie nur wenig Platz in. Anspruch nimmt. Die Betätigung
kann durch einen Schwachstromkreis, aber auch durch Netzspannungen bis a5o Volt
erfolgen. Es lassen sich auch akustische Signale damit verbinden. Die Lampen lassen
sich leicht an einer gut sichtbaren Stelle anbringen, so daß dem Arbeiter stets
angezeigt wird, welche Temperatur der Ofen hat. Falls die Temperaturen, welche die
Öfen erhalten sollen, verschieden sind, so wird das Galvanometer auf die tiefste
Temperatur eingestellt, welche zu messen ist, während vor die anderen Thermoelemente
ein entsprechender Vorschaltwiderstand geschaltet ist.
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Natürlich wird das Wesen der Erfindung nicht berührt durch eine andere
Anordnung der Kontakte oder durch Ersatz der elektromagnetisch betätigten Relais
durch andere Relais, wie z. B. durch Wärmewirkung des Stromes betätigter Quecksilberschalter
o. dgl. Auch die Anordnung der Nockenscheiben kann anders sein. Zum Beispiel ließe
sich eine gedrängtere Anordnung dadurch erreichen, daß die zusammengehörigen Kontakte
im Kreise angeordnet sind, so daß für eine solche Gruppe von Kontakten nur eine
Nockenscheibe erforderlich ist.