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Elektrische Kontaktvorrichtung, vorzugsweise für Meßgeräte oder Relais,
mit einer den Auflagedruck des Kontaktes nachträglich erhöhenden Hilfskraft Bei
elektrischen Meßgeräten, Relais u. dgl., die mit Hilfe von Kontakten Vorgänge irgendwelcher
Art, wie Signalgebung, Fortschaltung von Schreibstreifen, Umschaltung auf andere
1leßbereiche oder Meßstellen, Betätigung von Reglern oder Motoren usw., einleiten,
kommt es auf eine sichere Kontaktgebung an. Man hat deshalb für die Kontaktgebung
eine besondere, durch den Kontakt ausgelöste Hilfskraft vorgesehen, die den Kontaktdruck
erhöht.
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Es ist z. B. eine Einrichtung bekannt geworden, bei der die Hilfskraft
in der Richtung der Zeigerbewegung wirkt, also den beweglichen Kontakt gegen den
festen in der Richtung der Zeigerbewegung stärker andrückt, als es ohne die Hilfskraft
möglich wäre. Um nach Aufhören des Kontaktdruckes die Kontakte wieder mit Sicherheit
zu trennen, benutzt man eine zweite, der ersten gleichartige, aber entgegengesetzt
gerichtete Kraft. Beispielsweise wird bei einem elektrischen Meßgerät eine besondere
Richtspule benutzt, die über den Kontakt an eine Stromquelle angeschlossen ist.
Wird der Kontakt geschlossen, so erhält die Richtspule Strom und erzeugt eine zusätzliche
Richtkraft, die den Kontaktdruck erhöht. Zum Trennen der Kontakte ist ein besonderes
Relais erforderlich, das die Stromrichtung in der Richtspule umkehrt, so daß auch
die zusätzliche Richtkraft sich umkehrt.
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Die Erfindung löst die gleiche Aufgabe in einfacherer Weise und erhöht
dadurch die Betriebssicherheit. Ebenso wie bei der vorstehend erwähnten bekannten
Einrichtung wird zunächst beim Schließen des Meßgerätkontaktes eine zusätzliche
Kraft in Richtung der Zeigerbewegung hinzugeschaltet, so daß der Kontaktdruck erhöht
wird. Dabei legt sich der am Zeiger befindliche Kontakt an den Gegenkontakt, der
nicht starr, sondern federnd gelagert ist. Die Lagerfeder des Gegenkontaktes wird
unter dem Einfluß des Kontaktdruckes gespannt und bleibt in dieser gespannten Lage,
solange die zusätzliche Kraft wirkt. Ist die zusätzliche Kraft ausgeschaltet, so
gleitet die Lagerfeder des Gegenkontaktes in ihre Grundstellung zurück, schnellt
den Zeiger vor sich her und bewirkt so ein zuverlässiges Trennen des Kontaktes.
Die den Kontaktdruck erhöhende Kraft erzeugt also selbst eine Gegenkraft, die um
so größer wird, je höher der Kontaktdruck ist, und dadurch ein zuverlässiges Trennen
der Kontakte bewirkt.
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In der Abb. r ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. r sei die Achse
des eigentlichen Meßwerkes, das durch eine Spule 2 angedeutet ist, 3 der am Zeiger
angebrachte Kontakt,
4 der federnd gelagerte Gegenkontakt. 5 ist
eine zusätzliche Wicklung, die beim Berühren der Kontakte 3 und 4 der Zeigerachse
ein zusätzliches Drehmoment erteilt und hierdurch den Kontakt 3 stark auf den Gegenkontakt
4 drückt. 6 ist die Batterie des Kontaktkreises, der durch den Taster 7 unterbrochen
werden kann. Im Kontaktkreis liegt weiter noch ein Relais 8, dessen Kontakt 9 einen
Signalstromkreis mit Batterie io und Hupe r i schließt.
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Die Einrichtung arbeitet dann folgendermaßen: Die Meßgröße erreicht
den Wert, z. B. die Temperatur 75o°, bei der Kontakt gegeben werden soll. Durch
Berühren der Kontakte 3 und 4 wird die Hilfswicklung 5 eingeschaltet, die den Kontakt
3 stark an den Gegenkontakt ¢ anpreBt und dadurch dessen Lagerfeder stark anspannt.
Weiterhin schließt das Relais 8 den Kontakt 9, so daß die Batterie io die Hupe 1i
in Tätigkeit setzt. Das Signal ertönt dann so lange, bis durch Drücken des Tasters
7 der Kontaktkreis geöffnet wird. Dadurch wird die Hilfswicklung 5 stromlos, die
sich streckende Lagerfeder des Kontaktes 4 schnellt den Zeiger vor sich her und
unterbricht den Kontakt. Gleichzeitig fällt das Relais 8 ab, so daß der Kontakt
9 den Signalstromkreis unterbricht. Ist nun durch irgendwelche Maßnahmen die zu
überwachende Temperatur unter 75o° gesunken, so weist der Zeiger auf den entsprechenden
Skalenwert, und beim Loslassen des Tasters 7 bleibt das Signal in Ruhe. Ist die
Temperatur dagegen noch höher als 75o°, so spricht beim Loslassen des Tasters 7
das Signal von neuem an.
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Bei dieser einfachsten Schaltung wird also ein Signal gegeben, während
die Meßgröße den gewünschten Wert überschreitet, und weiterhin so lange, bis durch
Betätigung des Tasters das Signal unterbrochen wird. Während der Dauer des Signals
ist das Meßgerät seinem eigentlichen Zweck entzogen, da ja der Zeiger durch die
Hilfswicklung stets an den Kontakt gedrückt bleibt und Änderungen der zu messenden
Größe, in unserem Beispiel also Abfallen der Temperatur unter den Gefahrpunkt als
Folge entsprechender Maßnahmen, nicht anzeigen kann. Um diesen Nachteil zu vermeiden,
kann man die Schaltung noch etwas erweitern und damit erreichen, daß ein Signal
nur dann und nur so lange gegeben wird, wie die Meßgröße den Signalpunkt überschreitet.
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Zu diesem Zweck wird nach Abb. 2 der Taster 7 durch ein Relais 12
mit Selbstunterbrechungskontakt 13 ersetzt und das Relais 8 mit einer Dämpfung ausgerüstet,
so daß bei Stromunterbrechung der Kontakt 9 nicht sofort, sondern erst nach einer
bestimmten Zeit geöffnet wird. Alle anderen Teile bleiben gleich. Dann ist die Wirkungsweise
folgendermaßen: Beim Kontaktschluß zwischen 3 und 4 wird die Hilfsspule 5 erregt
und drückt den Kontakt 3 gegen den Gegenkontakt 4 unter gleichzeitiger Anspannung
der Lagerfeder des Kontaktes 4. Das Relais 8 erhält Strom und schließt durch den
Kontakt 9 den Signalstrom, so daß das Signal, ertönt. Gleichzeitig aber erhält auch
das Relais 12 Strom, zieht seinen Anker an und unterbricht dadurch den Kontaktstromkreis.
Dadurch verliert die Hilfsspule 5 ihre Richtkraft, die sich strekkende Lagerfeder
des Kontaktes schnellt den Zeiger vor sich her und trennt so den Kontakt zwischen
3 und 4. Das Relais 8 fällt infolge seiner Dämpfung noch nicht ab, sondern bleibt
noch eine Zeitlang geschlossen. Ist die Temperatur noch immer zu hoch, so erreicht
der fortgeschnellte Zeiger sogleich wieder den Kontakt und schließt den Kontaktkreis
von neuem. Da inzwischen auch das stromlos gewordene Relais 12 abgefallen ist und
seinen Kontakt 13 wieder geschlossen hat, erhält auch die Richtspule 5 wieder Strom,
und das Spiel beginnt von neuem. Durch zweckmäßige Bemessung der Lagerfeder des
Kontaktes 4, der Arbeitszeit des Relais i2 und der Dämpfung des Relais 8 kann man
erreichen, daß das Pendeln des Kontaktes und das Unterbrechen des Relais 12 so rasch
vor sich geht, daß das Relais 8 wegen seiner Dämpfung nicht abfallen kann. Solange
also der Signalpunkt überschritten ist und der Kontakt pendelt, ertönt bei i i ein
dauerndes Signal. Wird durch entsprechende Maßnahmen die Meßgröße unter den Signalpunkt
herabgedrückt, so erreicht nach dem Abschnellen der Zeiger den Kontakt nicht wieder,
und der Kontaktkreis bleibt offen. Da das gedämpfte Relais 8 keinen Strom mehr bekommt,
fällt es nach kurzer Zeit ab, und das Signal verstummt.
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Läßt man die Dämpfung des Relais 8 weg, so ertönt bei jedem Pendeln
des Kontaktes ein kurzes Signal, weil dann das Relais 8 ebenso wie das Relais 12
kurzzeitig anzieht.
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W4hrend bei der bisher beschriebenen Schaltung das Signal nur dann
und nur so lange ertönt, wie der Signalpunkt überschritten wird, wird häufig auch
die Forderung gestellt, daß durch ein auch nur kurzzeitiges Überschreiten des Signalpunktes
ein Signal ausgelöst wird; das unabhängig von der Dauer der Überschreitung so lange
anhält, bis es durch eine besondere Maßnahme wieder abgestellt wird. Ein solcher
Fall liegt z. B. dann vor, wenn im Zimmer des Betriebsleiters eine Kontrollampe
16 angeordnet ist, die beim Überschreiten des Signalpunktes aufleuchtet.
Diese
Lampe soll so lange brennen, selbst wenn inzwischen der Gefahrpunkt längst wieder
verlassen ist, bis der von zufälliger Abwesenheit zurückkehrende Betriebsleiter
durch einen Taster das Signal löscht. Dadurch wird verhindert, daß eine vorgekommene
überschreitung des Gefahrpunktes dem Betriebsleiter durch zufällige Abwesenheit
entgeht.
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In diesem Falle wird die Schaltung nach Abb.3 vorgenommen. Das Meßgerät
mit seiner Kontaktausrüstung entspricht der Abb. i. In den Meßkontaktkreis ist ein
Relais 8 mit Arbeitskontakt 9 und Selbstspeisekontakt 14 sowie ein Relais i2 mit
Selbstunterbrechungskontakt 13 eingeschaltet. Wird nun der Kontakt 3, 4 geschlossen,
so wird in der vorher geschilderten Weise der Kontaktdruck verstärkt. Gleichzeitig
erhalten die Relais 8 und 12 Strom. Relais 8 zieht an und bleibt angezogen, da es
über den Selbstspeisekontakt 14 von der Batterie Strom erhält. Gleichzeitig leuchtet
die Signallampe 16 auf, da der Arbeitskontakt 9 geschlossen wird. Relais 12 zieht
gleichfalls an und öffnet den Kontakt 13, der den Meßkontaktkreis unterbricht. Dadurch
pendeln in der vorher geschilderten Weise der Kontakt 3, 4 und das Relais 12 so
lange, bis die Meßgröße wieder unter den Signalpunkt herabgeht und das Meßgerät
den Wert der Meßgröße wieder unbeeinflußt anzeigt. Unabhängig davon leuchtet die
Signallampe weiter, bis durch Unterbrechung des Speisestromes am Taster 15 das Relais
8 abfällt, Kontakt 14 das Relais abschaltet und Kontakt ,9 das Signal löscht.
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Statt eines Signals beim über- oder Unterschreiten eines bestimmten
Punktes können durch den Kontakt auch beliebige andere Maßnahmen ausgelöst werden,
wie in der Einleitung bereits erwähnt. Auch braucht die Hilfskraft zur Erhöhung
des Kontaktdruckes nicht durch eine besondere Hilfsspule erzeugt zu werden; man
kann vielmehr auch in bekannter Weise den Strom in der oder in den eigentlichen
Meßwicklungen durch entsprechende Maßnahmen so ändern, daß beim Berühren des Kontaktes
ein erhöhter Kontaktdruck entsteht, der gleichzeitig zur Erzeugung einer Gegenkraft
für das zuverlässige Trennen der Kontakte benutzt wird.
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Die beschriebene Einrichtung bietet den großen Vorteil, daß auch Meßgeräte
mit sehr geringen Richtkräften zu einer zuverlässigen Kontaktgabe ohne Zuhilfenahme
von periodischen Zeigerfesthaltungen und dem damit verbundenen Zeitverlust herangezogen
werden können. Beispielsweise gilt dies für die empfindlichen Drehspul-Millivoltmeter,
die in Verbindung mit Thermoelementen zur Temperaturmessung dienen.