DE588836C - Schalteinrichtung, insbesondere fuer Tarifwaechter - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBENAM
28. NOVEMBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE 68 oi

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. September 1932 ab

Tarifwächter sind Selbstschalter, die beim Überschreiten der tarifmäßig festgesetzten Stromgrenze die von ihnen überwachte Anlage abschalten bzw. ein zur Abschaltung mahnendes Signal geben oder sonstwie die Überschreitung der Tarifgrenze ,anzeigen. Damit nicht schon bei jeder kurzzeitigen Überschreitung, z. B. b'eim Einschaltestrom- . stoß von Motoren und Lampen, die Anlage

ίο unnötigerweise abgeschaltet wird, müssen die Tarifwächter mit einer gewissen Verzögerung arbeiten. Sie sollen jedoch augenblicklich bzw. mit einer geringen Verzögerung abschalten, wenn die festgesetzte Stromstärke erheblich überschritten wird.

Um Streitigkeiten zwischen den Stromabnehmern und den Elektrizitätswerken zu vermeiden und um einen sicheren Betrieb zu . gewährleisten, muß dafür gesorgt werden, daß die tarifmäßig festgesetzte Stromgrenze mit verhältnismäßig großer Genauigkeit vom Tarifwächter eingehalten wird und sich im Laufe der Zeit nicht ändert. Um ferner in der Massenfabrikation möglichst ,mit einem einheitlichen Modell für die verschiedenen 'Anlagen auszukommen, muß die Tarif grenze auch einstellbar sein. Auch wird in der Regel eine Einstellbarkeit der Verzögerung gefordert werden und ebenso eine Einsteilbarkeit der Stromgrenze, bei der der Tarif wächter augenblicklich oder mit verminderter Verzögerung abschalten soll.

Mit thermischen Auslösevorrichtungen, mit Überstrommagneten, Maximalrelais o. dgl. allein lassen sich die oben angegebenen Forderungen kaum erfüllen, wenn man nicht noch Zusatzapparate, wie Zeitrelais, Hilfsmotoren usw., zu Hilfe nimmt, die aber wieder den Tarifwächter verteuern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben angegebene Forderung mit einem 'einzigen einfachen Apparat zu erfüllen.

Erfmdungsgemäß wird für den Antrieb des Tärifwächters ein vorzugsweise stark gedämpftes, von wenigstens einem Teil des zu überwachenden Stromes angeregtes Schwingungssystem verwendet, das beim Überschreiten einer insbesondere einstellbaren Stromgrenze ein der Einwirkung einer Rückzugskraft ausgesetztes Vorgelegegetriebe antreibt. Das Vorgelegegetriebe schaltet nach Zurücklegung eines bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Weges die Anlage ab bzw. gibt ein zur Abschaltung mahnendes Signal.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung erläutert werden, die mehr im Schema derartige Apparate darstellt.

ι (Fig. 1) ist der zur Abschaltung einer Wechselstromanlage dienende Schalter. Er ist mit einem Nebenwiderstand 2 zur Erreger-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Paul Paschen in Nürnberg.

wicklung 3 eines Elektromagnets 4 in Reihe geschaltet. Durch Verschieben eines Kontaktes 5 am Nebenwiderstand 2 kann der durch die Erregerwicklung 3 fließende Teil des Anlagenstromes geändert werden. Der Elektromagnet wirkt auf eine bei 80 eingespannte, durch eine Kupferscheibe 6 und einen Dauermagnet 7 verhältnismäßig stark gedämpfte Zunge 8 ein, die etwa auf die Frequenz des Wechselstromes abgestimmt ist. Die Dämpfung ist so groß, daß die betriebsmäßig auftretenden Schwankungen der Wechselstromfrequenz praktisch ohne Einfluß auf die Schwingungsamplitude der Zunge 8 sind. Mit der Zunge 8 ist eine Stoßklinke 9 verbunden, die in die Nähe des Umfanges des Rades 10 eines Vorgeleges 11 ragt. Der Abstand zwischen der Klinke 9 und dem Umfang des Rades 10 ist so eingestellt, daß die Klinke 9 erst dann auf das Rad trifft, wenn der Anlagenstrom die tarifmäßig festgesetzte Grenze übersteigt. Das letzte Rad 12 des Vorgeleges 11 treibt einen halbmondförmigen Teil 13 ah, durch den ein Schalthebel 14 einer einseitig ausweichenden Klinke 15 in der Einschaltstellung entgegen der Zugkraft einer Feder 16 gehalten wird. Der Schalthebel 14 ist durch einen Lenker 17 und ein Kniegelenk 18 mit dem Schalter 1 gekuppelt. Zum Schließen des Schalters dient ein einseitig kraftschlüssiges Labilgetriebe 19 mit einer Feder 20, einem Labilteil 21 und einem mit einem Handgriff 22 verbundenen Mitnehmer 23. Der Labilteil 21 trägt einen Finger 24, der bei der Schließbewegung des Schalters mit einer kurvenartig gekrümmten Flanke 25 des Hebels 14 zusammenarbeitet. Das Rad 12 wird durch eine Feder 26 mit einem Stift 27 gegen einen Anschlaghebel 28 gedrängt. Der Anschlaghebel ist unter Zwischenschaltung eines gewissen Spieles α einseitig kraftschlüssig mit einem Finger 29 der an der Zunge 8 befestigten Kupferscheibe 6 gekuppelt.

Die Einrichtung arbeitet auf folgende Weise: Solange der Anlagenstrom die Tarifgrenze nicht überschreitet, führt die Zunge 8 nur so· kleine Schwingungen aus, daß die Stoßklink&9 das Radio nicht berührt bzw. nicht antreibt. Nehmen beim Anwachsen des Stromes die Amplituden der Zunge zu, so wird das Rad 10 von der Klinke 9 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles angetrieben. Dadurch wird über das Vorgelege 11 der halbmondförmige Teil 13 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles gedreht, bis die Klinke 15 freie Bahn hat und der Schalter 1 unter der Einwirkung der Feder 16 in die Offenstellung gebracht wird. Die Anlage und mit ihr die Erregerwicklung 3 des Elektromagnets 4 wird dadurch stromlos. Das Vorgelege wird unter der Einwirkung der Feder 26 wieder in die gezeichnete Stellung zurückgedreht, in der sich der Stift 27 gegen den Anschlaghebel 28 legt. Die Laufzeit des Vorgeleges 11, d. h. die Verzögerung, mit der der Schalter geöffnet wird, kann durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses im Vorgelege beliebig eingestellt werden.

Wird nur kurzzeitig die Tarif grenze überschritten, so kehrt, wenn die Amplitude der Zunge 8 wieder so weit gesunken ist, daß die Klinke9 mit dem Radio außer Eingriff kommt, das Vorgelege unter der Einwirkung der Feder 26 in die Ausgangsstellung zurück, ohne daß der Schalter 1 geöffnet wird. Wird die Tarif grenze erheblich überschritten, z. B. bei Kurzschluß, so wird die Zunge 8 kräftig an den Elektromagnet 4 herangezogen, und der halbmondförmige Teil 13 wird mittels des Fingers 29, des Anschlaghebels 28 und des Stiftes 27 sogleich in die Attslösestellung gebracht. Der Schalter wird also augenblicklich geöffnet.

Die Tarifgrenze kann durch Verschiebung des Kontaktes 5 längs des Nebenwiderstandes 2, durch Änderung des Abstandes zwischen der Zunge 8 und dem Magnet 4 und schließlich auch noch durch Änderung des Abstandes zwischen der Stoßklinke 9 und dem Rad 10 in weiten Grenzen verhältnismäßig genau eingestellt werden. Soll der Schalter 1 wieder geschlossen werden, so wird der Handgriff 22 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles gedreht. Der Mitnehmer 23 dreht unter Spannung der Feder 20 den Labilteil 21 bis zur Kippstellung. Sobald diese überschritten wird, schlägt der Stift 24 gegen eine Flanke 25 des Hebels 14, bis die Klinke 15 hinter dem Teil 13 einschnappt. Die Zwischenschaltung des einseitig kraftschlüssigen Labilgetriebes zwischen dem Handgriff und dem Schalter macht ein Festhalten des Schalters von Hand in der Schließstellung unmöglich.

Um einen vorzeitigen Verschleiß der Stoßklinke 9 und des Rades 10 zu verhüten und um gleichzeitig eine starke Dämpfung für die Zunge 8 zu erhalten, kann gemäß Fig. 2 der Zungenausschlag einseitig durch ein Polster 30 o. dgl. begrenzt werden, und zwar in Richtung der Bewegung, die eine Vergrößerung des Abstandes zwischen der Klinke 9 und dem Rad 10 hervorruft. Auf diese Weise kann bei Stromstärken unterhalb der Tarifgrenze mit großer Sicherheit eine Berührung zwischen der Klinke9 und dem Radio vermieden werden. Bei Stromstärken oberhalb der Tarifgrenze prallt die Zunge an dem reflektierend wirkenden Anschlag 30 zurück. Man erhält eine ungleichförmige Schwingungsbewegung, bei der .die eine Halbwelle fast voll-

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kommen unterdrückt, die andere Halbwelle, bei der die Klinke 9 mit dem Rad 10 in Eingriff kommt, verstärkt ist. In Fig. 2 sind der Einfachheit halber das Vorgelege und andere .Teile weggelassen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform für Gleichstrom, bei der ebenfalls verschiedene Teile des Tarifwächters der Einfachheit halber weggelassen sind. Statt einer Zunge ist hier ein bei 31 gelagerter Anker 32 verwendet, der durch die Feder 33 gegen den Anschlag 34 gedrängt wird. Der Anker ist als Wagnerscher Hammer ausgebildet. Er trägt die Kontaktfeder 35, die mit dem einstellbaren festen Kontakt 36 zusammenarbeitet.

Diese Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei Stromstärken unterhalb der Tarif grenze bleibt der Anker 32 entweder in Ruhe oder schwingt nur sehr schwach, da er durch das Anschlagpolster 34 stark gedämpft ist. Bei diesen kleinen Schwingungen kommt ein Eingriff zwischen der Klinke^ und dem Rad 10 nicht zustande.

Sobald jedoch die Tarifgrenze überschritten wird, fallen die Amplituden so groß aus, daß die Klinke9 das Radio antreibt. Auch hier wirkt das Anschlagpolster 34 reflektierend auf die Ankerschwingung. Man erhält eine ungleichförmige Schwingbewegung, deren eine Halbwelle vollständig unterdrückt ist.

Beim Ansprechen führt die Zunge bzw. der Anker des Elektromagnets innerhalb der Hörgrenze liegende Schwingungen aus. Durch Resonanz kann das Brummgeräusch auch so weit verstärkt werden, daß es als akustisches Signal beim Überschreiten der Tarifgrenze wirkt und den Anlageninhaber zur Verringerung seines Verbrauches mahnt.

Statt mit einer Stoßklinke 9 (Fig. 1) kann die Zunge 8 auch mit zwei Klinken versehen werden, die auf verschiedene Räder des Vorgeleges 11 einwirken und verschieden große Abstände von ihren Rädern haben, oder es können auch statt einer Zunge zwei Zungen mit Stoßklinken verwendet werden, deren Klinken auf verschiedene Räder einwirken und verschiedene Abstände von diesen Rädern haben. Man ist dann in der Lage, bei kleiner Überschreitung der Tarifgrenze mit großer Verzögerung, bei erheblicher Überschreitung mit kleiner Verzögerung zu arbeiten.

Ein solcher Apparat hat folgende Wirkungsweise: Bei kleiner Überschreitung der Tarifgrenze kommt nur die eine Stoßklinke mit ihrem Rad in Berührung. Zwischen diesem Rad und dem Auslöseteil 13 (Fig. 1) liegt ein verhältnismäßig großes Übersetzungsverhältnis. Wird die Tarifgrenze dagegen erheblich überschritten, so kommt auch die zweite Stoßklinke mit ihrem Rad in Eingriff.

Zwischen diesem Rad und dem Auslöseteil liegt ein entsprechend kleineres Übersetzungsverhältnis, so daß also der Schalter früher ausgelöst wird.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schalteinrichtung, insbesondere für Tarifwächter, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise stark gedämpftes, von wenigstens einem Teil des zu überwachenden Stromes angeregtes Schwingungssystem beim Überschreiten einer insbesondere einstellbaren Stromgrenze ein der Einwirkung einer Rückzugkraft ausgesetztes Vorgelegegetriebe antreibt, das nach Zurücklegung eines bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Weges die Anlage mit einer gewissen Verzögerung abschaltet bzw. ein zur Abschaltung mahnendes Signal gibt.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei erheblichem Überschreiten der Stromgrenze eine weitere Vorrichtung betätigt wird, die augenblicklich oder mit geringer Verzögerung die Anlage abschaltet bzw. ein zur Abschaltung mahnendes Signal gibt.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine stark gedämpfte Zunge (8) oder ein schwingfähig gelagerter Anker (32) eines wenigstens von einem Teil des zu überwachenden Stromes erregten Elektromagnets (4) z. B. mit einer Stoßklinke (9) verbunden ist, die mit einem gewissen Spiel ein Rad oder eine Scheibe (10) des Vorgelegegetriebes (11) antreibt, sobald der Strom die zulässige Grenze übersteigt. ·

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromgrenze durch Änderung des den Elektromagnet (4) durchfließenden Stromanteils (regelbarer Nebenwiderstand 2 zur Erregerwicklung 3) oder des Abstandes zwischen dem Elektromagnet (4) und dem Anker (32) bzw. der Zunge (8) oder durch Änderung der Dämpfung (7 bzw. 33) der Zunge bzw. des Ankers einstell- no bar ist.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei· Wechselstromanlagen der Anker (32) bzw. die Zunge (8) auf die Frequenz des Wechselstromes abgestimmt und bei Gleichstromanlagen als Wagnerscher Hammer ausgebildet ist.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Schwingungssystems nach derjenigen Bewegungsrichtung hin, bei

der sich der Abstand zwischen der Stoßklinke (9) und dem Rad (10) des Vorgelegegetriebes (11) vergrößert, durch einen nachgiebigen. Anschlag (Polster oder Feder 30 bzw. 34) begrenzt ist.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorgelegegetriebe (11) eine Auslösevorrichtung (14) für ein Spannwerk (18) des den Anlagenstrom unterbrechenden Schalters (1) betätigt.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungssystem unter Zwischenschaltung eines vorzugsweise einstellbaren Leerganges (28, 29) auch unmittelbar mit dem letzten Teil (12) des Vorgelegegetriebes (11) bzw. mit der Auslösevorrichtung (16) des Spannwerks (18) verbunden ist.

9. Schalteinrichtung nach Anspruch i, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungssystem mit zwei je auf ein verschiedenes Rad des Vorgeleges (11) einwirkenden und je in verschiedenen Abständen von ihren Rädern stehenden Stoßklinken bei verschiedenem Übersetzungsverhältnis zwischen den von den Stoßklinken angetriebenen Rädern und dem Auslöseorgan (13) des Vorgelegegetriebes arbeiten.

10. Schalteinrichtung insbesondere nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schwingungssysteme vorhanden sind, die bei verschiedenen Stromstärken ansprechen (verschieden starke Dämpfung, verschiedenes Spiel zwischen den Stoßklinken und den angetriebenen Rädern, verschiedener Abstand zwischen Anker und Magnet) und die mit verschiedenen, vorzugsweise einstellbaren Verzögerungen die öffnung des Schalters bewirken.

11. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schließen des Anlagenschalters (1) der durch das vom Vorgelegegetriebe (11) verklinkbare Spannwerk (18) in die Offenstellung gedrängt wird, ein einseitig kraftschlüssiges Labilgetriebe (19) oder ein Getriebe mit Freiauslösung verwendet ist, das ein Festhalten des Schalters von Hand in der Schließstellung unmöglich macht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen