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Einrichtung für eine zeitliche Begrenzung der Auslösbarkeit elektrischer
Vorgänge Auf mancherlei technischen Gebieten wird häufig die Aufgabe gestellt, einen
elektrischen Vorgang nach einer bestimmten Zeitspanne unauslösbar zu machen. Es
handelt sich dabei z. B. um Einrichtungen zur Auslösung von chemischen Vorgängen
extrem exothermer Natur, wie man sie bei der Zündung von Sprengkapseln in Bergwerken
oder in der fand- oder forstwirtschaftlichen Rodung vor sich hat. Es ergibt sich
dabei häufig das Bedürfnis, die Auslösbarkeit dieser Prozesse, falls die Auslösung
aus irgendwelchen Gründen unterblieben ist, zeitlich zu begrenzen, so daß Gefahrenmomente
für die beteiligten Arbeiter nach reiner gewissen vorherbestimmten Zeit automatisch
ausgeschaltet sind.
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Man hat hierfür die an sich naheliegende Anwendung von Uhrwerken oder
von durch Uhrwerke gesteuerten mechanischen Einrichtungen, wie beispielsweise Zentrifugalreglern,
empfohlen, doch wird in einem Falle die Anordnung beim Stehenbleiben der Uhr, die
nach einer gewissen Zeit den Stromkreis der Zündungseinrichtung endgültig unterbricht,
illusorisch, im anderen besteht die Gefahr des Hängenbleibens des Reglers, und deshalb
ist eine vergleichsweise große und daher teuere Uhrwerksfeder unter Umständen unumgängliche
Voraussetzung der erfolgversprechenden Anwendung derartiger Apparaturen.
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Diese Nachteile vermeidet die Einrichtung gemäß der Erfindung, indem
die Begrenzung der Zeit durch den Entladungsvorgang einer Stromquelle mit einstellbarer
Entladungsstromstärke bewirkt wird. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Einrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
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Ein Akkumulator a entlädt sich über ein Relaisr mit einer zweifachen
Wicklungwl, w, und über einen Widerstand w, der teils als Parallel-,. teils als
Vorschaltwiderstand wirkt. Beim Einschalten der Einrichtung durch Betätigen des
Schalters s2 (Schaltstellung z) spricht das Relais r an; und sein Arbeitskontakt
a1 wird geschlossen. Beim Übergang in die nächste Schaltstellung 2 :und in dieser
(End)-Stellung hält sich nunmehr das Relais über den geschlossenen Arbeitskontakt
a1. Durch Verstellen des Widerstandes w, dessen Skala im Zeitmaß geteilt ist, kann
jetzt die Stromentnahme aus dem Akkumulator so einreguliert werden, daß nach Ablauf
der eingestellten Zeit der zum Halten des Relais erforderliche Strom unterschritten
wird, der Anker abfällt und der Akkumulator abgeschaltet wird.
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Über den gleichen Arbeitskontakt a1 ist die zu betätigende Einrichtung
e in Reihe mit einem Schalter s1 an den Akkumulator a angelegt. Die Auslösung des
elektrischen Vorganges in der Einrichtung e steht also in Abhängigkeit von der jeweiligen
Stellung des Arbeitskontaktes a1; solange dieser geschlossen ist, kann der elektrische
Vorgang ausgelöst werden. Fällt infolge Unterschreitens der Stärke des Haltestromes
der Anker des Relais r ab, so werden der Arbeitskontakt a1 und damit auch die Stromzufuhr
sowohl zum Relais und zum Widerstand als auch zur Einrichtung
e
unterbrochen. Eine Auslösung des elektrischen Vorganges in der Einrichtung e bei
Betätigen von Schalters, kann also nicht mehr erfolgen.
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Die Arbeitsweise der Apparatur ist demnach folgende: Der Schalter
s2 verbindet in der Schaltstellung i den Akkumulator ra mit der Relaiswicklung w2.
Gleichzeitig besteht noch ein Stromkreis vom Akkumulator a über die Relaiswicklung
w1, den Widerstand w, den Schalter s2 zurück zum Akkumulator a. Dadurch wird das
Schließen des Kontaktes a1 bewirkt. Es erfolgt dann die gewünschte Einstellung des
Widerstandes w auf Zeit und die Umschaltung des Schalters s2 auf die normale Schaltstellung
z, in der der Akkumulatorstrom durch die beiden Wicklungen w1 und w_ an die Enden
des Widerstandes w geführt wird, von dessen Mitte der eine Teilstrom über den Kontaktar
und den Schalters., zum Akkumulator a zurückgeführt wird, während der andere Teilstrom
vom Akkumulator a über die Einrichtung e, den Schalter s1, den Abzweigpunkt
d, den Schleifkontakt des Widerstandes w, den Relaiskontakt a1 und den Schalters,
fließt. Somit entlädt sich im Falle des Haftens des Kontaktes a1, beispielsweise
durch Verschmoren der Kontaktflächen, der Akkumulator über die Wicklung w1 des Relaisr
und den Widerstandw weiter, und seine Spannung sinkt in kurzer Zeit so weit, daß
jetzt auch beim Schließen des Schalters s1 der Akkumulator nicht mehr genügend Energie
zum Betätigen der Einrichtung e aufbringen kann und die Auslösung des elektrischen
Vorganges unterbleibt.
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Die beschriebene Anordnung bietet weiter volle Sicherheit für die
zeitliche Begrenzung der Auslösung des elektrischen Vorganges in der Einrichtung
e auch bei Bruch irgendeiner der Leitungen. Zunächst ist ersichtlich, daß bei einem
Kabel- oder Lötösenbruch in den Leitungen zwischen a und e, an dem Anschlußpunkt
d, am Widerstand zu oder zwischen d und s1 die Auslösung des elektrischen Vorganges
in e unterbunden ist. Aber auch bei Kabelbruch in den Zuleitungen zu den Relaiswicklungen
und bei unsicherer Kontaktgabe des Reiters an dem Schiebewiderstand wird ein sicheres
Unterbrechen des Arbeitskontaktes a1 dadurch erreicht, daß die beiden Relaiswicklungen
w1, w2 von ganz verschiedener Ohmzahl und in der aus der Zeichnung ersichtlichen
Art an den Widerstand w -angeschlossen sind. Durch geeignete Bemessung der Relaiswicklungen
und des Widerstandes wird erreicht, daß bei Ausfall einer der beiden Wicklungen,
beispielsweise durch Kabelbruch oder unsichere Kontaktgabe, die Amperewindungen
der anderen Wicklung nicht mehr ausreichen, um den Anker zu halten, so daß dieser
abfällt und der Arbeitskontakt a1 unterbrochen wird.
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Durch Abzweigung des Stromkreises für e von der Mitte d des
Widerstandes w wird weiter erreicht, daß bei gleichzeitigem Kabelbruch in
der Leitung zum- Reiter oder unsicherer Kontaktgabe und leben des Arbeitskontaktes
a, der Stromkreis über die Einrichtung e ebenfalls unterbrochen ist, so daß also
auch in diesen Fällen mit Sicherheit die Auslösung des elektrischen Vorganges in
der Einrichtung e über die eingestellte Zeit hinaus vermieden ist.
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Es liegt auf der Hand, daß bezüglich der Kapazität der Stromquelle
und damit der Entladezeit mit gewissen Streuungen gerechnet werden muß, auch dann,
wenn die Stromquelle vorher eine besondere Behandlung und Wartung erfährt. Diese
Streuung läßt sich jedoch erheblich herabsetzen oder ganz vermeiden, wenn an Stelle
einer einzigen großen Stromquelle von der erforderlichen Kapazität eine solche Anzahl
kleiner Stromquellen in Parallelschaltung verwendet wird, daß die Summe von deren
Einzelkapazitäten gleich der erforderlichen Kapazität ist.
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Infolge dieser Anordnung gleichen sich Kapazitätsunterschiede der
Einzelstromquellen aus, und man hat es völlig in der Hand, durch eine entsprechende
Anzahl und Größe dieser Einzelelemente die Unterschiede in der Kapazität und damit
in der Streuung der Entladezeiten für mehrere gleichzeitig laufende Zeiteinrichtungen
der genannten Art auf ein erheblich kleineres Maß herabzudrücken.
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Die Verwendung einer größeren Anzahl parallel geschalteterStromquellen
bringtferner den Vorteil mit sich, daß man in der Lage ist, schon durch eine entsprechende
Anzahl und Größe der Parallelstromquellen in der Kapazität und damit Entladezeit
eine gewisse (Grob-)Abstufung der Entladezeit herbeizuführen.