DE612483C - Anordnung zur selbsttaetigen, durch eine Quecksilberschaltroehre mit enger Durchflussoeffnung verzoegerten Ein- und Ausschaltung von Stromkreisen - Google Patents

Description

Der Gegenstand vorliegender Erfindung betrifft eine Anordnung zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten von Stromkreisen, wie sie insbesondere bei selbsttätigen Schaltvorgängen, die innerhalb eines einstellbaren bestimmten Zeitabschnittes wirksam sein sollen, Verwendung finden, z. B. bei Zehnsekundenschaltern in selbsttätigen Fernsprechämtern und bei Zeitfernschaltern für Treppenbeleuchtung.

Da es sich bei kleinen selbsttätigen Fernsprechanlagen insbesondere aus Gründen wirtschaftlicher Art nicht empfiehlt, den üblichen Zehnsekundenschalter einzubauen, so hat man für diesen Zweck als Zeitschalter Thermorelais verwendet. Bei diesen Thermorelais können aber die Zeitintervalle nicht gleichmäßig gehalten und der Einfluß äußerer Temperaturvefhältnisse auf die Thermorelais nicht vollständig ausgeschaltet werden. Ebenso ist es bei Verwendung von Thermorelais nicht möglich, ohne langwierige Justierung oder Umbau die Schaltzeiten innerhalb bestimmter Grenzen zu ändern.

Die bei Treppenbeleuchtung üblichen Quecksilberschaltröhren mit engen Durchflußöffnungen sind für Anlagen, bei denen es auf genaue Einhaltung der Schaltzeiten ankommt, insbesondere für selbsttätige Fernsprechanlagen, nicht ohne weiteres geeignet. Dies beruht im wesentlichen darauf, daß bei mehreren aufeinanderfolgenden Kippungen der Quecksilberschaltröhre durch die Elektromagnete die nächstfolgende Schaltung schon erfolgen kann, bevor das Quecksilber aus einer vorhergehenden" Schaltstellung vollständig zurückgeflossen ist. Bei· Anordnungen, bei denen die Quecksilberschaltröhre keine Verengung der DürchflüßÖffnung zur Verzögerung der Scfaaltzeiten besitzt, sondern bei welchen die. Verzögerung mittels die Elektromagnete beeinflussenden Bremsen erfolgt, können die Schältzeiten nicht konstant gehalten werden, da die mit Reibung oder Kompression arbeitenden Bremsen ihre verzögernde Wirkung verändern können. Auch diese Anordnungen gewährleisten nicht immer den vollkommenen Rückfluß des. Quecksilbers, verteuern die Anlage wesentlich und lassen ohne besondere Justierarbeit keine Änderung der einmal eingestellten Schaltzeiten zu.

Die Erfindung vermeidet nun diese Nachteile dadurch, daß eine oder'mehrere mit einer verengten Durchflußöffnung versehene Quecksilbersehaltröhren, welche hauptsächlich die Verzögerung der Schaltvorgänge bewirken, von einem oder mehreren Verzögerungsrelais gekippt werden. Hierdurch wird eine genau wirkende Schaltvorrichtung geschaffen, welche nicht nur in kleinen selbsttätigen Fernsprechanlagen mit'Vorteil verwendet werden kann-, sondern auch eine Verbesserung der bisher verwendeten Quecksilberrelaisanordnungen für Treppenbeleuchtung darstellt. Die Verzögerungsrelais arbeiten in bekannter Weise so, daß sie im Moment der Einschaltung oder Ab-

schaltung. .ihres-ErregierstFoiiikreises nicht sofort ansprechen bzw. abfällen, sondern erst nach einer gewissen Zeii_r was z. B. durch Anbringung eines Kupfermantels erreicht werden kann. Ihre Schaltbewegungen selbst werden rasch und in genau gleich großen Zeiten ausgeführt. Bei mehrmaliger Betätigung der Vorrichtung wird somit die nächstfolgende Betätigung der Quecksilberschaltröhre erst immer dann wirksam, wenn das Quecksilber in der Röhre vollständig in seine Ruhelage zurückgekehrt ist, obwohl vorher das die Quecksilberröhre kippende Verzögerungsrelais durch den bereits übergeflossenen Teil. *5 des Quecksilbers eingeschaltet worden ist. Es fließt immer die gleiche Quecksilbermenge durch die Röhre, wodurch eine genau gleichlang dauernde Wirkung des Quecksilberrelais zustande kommt. Da die Quecksilberschaltröhre des Quecksilberrelais mit einer einstellbaren Durchflußöffnung versehen ist, wird eine einfache und genaue Zeiteinstellung der Anlage in weiten Grenzen ermöglicht und für die im folgenden beschriebenen Anlagen ein besonders einfaches und billiges Zeitrelais geschaffen.

Im folgenden ist der Gegenstand vorliegender Erfindung in beispielsweiser Ausführung beschrieben und in beiliegender Zeichnung dargestellt. Es zeigt

_: Abb. ι die Verwendung eines Quecksilberrelais gemäß der Erfindung für selbsttätige öffnung und Schließung eines Signalstromkreises.

. Abb. 2 zeigt die Verwendung eines Quecksilberrelais für eine einmalige, eine bestimmte . Zeit dauernde Schließung eines Stromkreises. Abb. 3 zeigt die Verwendung von Quecksilberrelais bei einer Treppenbeleuohtungseinrichtung.

Das Quecksilberrelais gemäß vorliegender Erfindung besteht aus einer Quecksilberschaltröhre mit zwei durch eine Röhre i- verbundenen Glasballons 2. Der Querschnitt der i Röhre ι ist mittels einer Einstellschraube 3 veränderlich. In dem Glaskörper des Relais sind ein oder mehrere Kontaktpaare k_± bis k₄ angeordnet. Diese Schaltröhre wird nach Abb. ι durch zwei Verzögerungsrelais V₁ und V₂ in an sich bekannter Weise gekippt, etwa dadurch, daß die beiden in der Zeichnung nicht dargestellten Anker mit je einem Ende der Schaltröhre verbunden werden. Sobald der Kontakt e geschlossen wird, wird die Spule des Relais V₁ von Strom durchflossen, und zwar über: Minus, ^-Klemme, k_x, Quecksilber, k₂, > Wicklung VI, Kontakt V₂ II, .B-Klemme, Plus. Nach einer gewissen Zeit, welche durch das an dem Relais V₁ angebrachte Verzögerungsmittel,, z. B. eine Kurzschlußwicklung oder einen Kupfermantelj bestimmt wird, spricht das Relais V₁ an. Der Kontakt V₁ III schließt und setzt dadurch den angeschlossenen Apparat, z. B. einen Summer S, in Betrieb. Der Kontakt V₁ 1 wird geöffnet. Durch Ansprechen des Relais V₁ legt sein Anker das Quecksilberrelais um (s. gestrichelte Darstellung), wobei das .Quecksilber von dem einen Ballon 2 durch das Rohr 1 in den anderen Ballon 2 fließt. Durch die Schraube 3 kann die Zeitdauer des Überfließens von dem einen in den anderen Ballon geregelt und damit die gewünschte Schaltdauer festgesetzt werden. Durch das Überfließen des Quecksilbers werden nun k_ä und k_A leitend verbunden und bereiten so den Stromkreis für das Verzögerungsrelais V₂ vor. Ist soviel Quecksilber übergeströmt, daß bei den Kontakten U₁ und k₂ eine Unterbrechung eintritt, so fällt nach einer bestimmten Verzögerungszeit das Relais V₁ ab,.öffnet seinen Kon- , takt V₁ III -and schließt. Kontakt V₁ 1. Durch Schließung dieses letzteren Kontaktes wird nunmehr die Spule des .Relais F₂ vom Strom durchflossen. Da auch dieses Relais als Verzögerungsrelais ausgebildet ist, spricht es .nieht sofort an, sondern erst nach einer gewissen Zeit, in welcher das restliche Quecksilber Gelegenheit hat, in den tiefer, liegenden Glasballon 2 überzufließen.. Spricht das Selais V₂ an, so geht, die Quecksilberschaltröhre in ihre erste Lage zurück, ;wpbei- durch; das Zurückfließen -des. Quecksilbers die. Kon taktek_t und k_s wieder leitend verbunden werden und den Stromkreis für die Erregung des Relais V₁ vorbereiten. Dieses wird erst dann erregt, wenn bei k_s und k^ eine Unterbrechung eingetreten ist und das Relais V₂, nach einer gewissen Zeit abfällt und seinen Kontakt V₂ II wieder schließt. Solange der Kontakt e geschlossen bleibt, wiederholt sich das Spiel. Dadurch, daß die Kontakte k_t und k₂ sowie k_s und ki je einander gegenüber angeordnet sind, wird eine möglichst gleichzeitige Freigabe durch das Quecksilber erreicht.

Wie aus vorstehendem hervorgeht, wird ein gewisser Zeitraum zwischen der Erregung bzw. Aberregung der Spule des Relais V₁ 'bzw. des Relais F₂ und dem Beginn der entsprechenden Ankerbewegungen durch die an den Relais angeordneten Verzögerungsmittel •erzielt, welche genügt, um das restliche Quecksilber von einer Lage in die andere in der Quecksilberschaltröhre überfließen zu lassen. Dadurch wird eine genaue Gleichheit der Schaltzeiten erzielt.

Die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Quecksüberrelais wirken in der gleichen Weise.

Abb. 2 zeigt eine Anordnung, bei welcher ein Kutzstrornkreis C₁ Ώ durch einmaliges kurzes .Schließen des Steuerstromkreises für

das Quecksilberrelais einmalig auf eine bestimmte Zeit geschlossen wird. Wird der Kontakt e kurz gedrückt, so wird die Spule des Relais V erregt über: Minus, Kontakte, Klemme A₁ Kontakt k_lt Quecksilber, Kontakt k₂, Wicklung des Relais V₁ Klemme B₁ Plus. Durch die Verzögerungseinrichtung am Relais V schließt dieses seinen Kontakt ν III erst nach einiger Zeit und schließt damit den ίο zu betätigenden Stromkreis, etwa den der Treppenbeleuchtung 6". Gleichzeitig wird die Quecksilberschaltröhre gekippt (gestrichelte Darstellung) und- der Kontakt ν Ι geschlossen. Durch Schließung des Kontaktes ν Ι kommt ein Haltestromkreis für das Relais V zustande über: Minus, ν I, Kontakt k_u Quecksilber, Kontakt k₂, Wicklung des Relais V, Klemme iJj Plus. Im Verlauf des Abflusses des Quecksilbers in der gekippten Sehaltröhre werden ao die Kontakte k_t und k₂ freigegeben, wodurch der Stromkreis für das Relais V unterbrochen wird, welches nach einer gewissen Zeit abfällt, die genügt, um das restliche Quecksilber vollständig in der Schaltröhre zurücks5 fließen zu lassen.

Abb. 3 zeigt die Verwendung des Quecksilberrelais zur Einschaltung einer Treppenbeleuchtungsanlage, bei welcher die Beleuchtungsdauer konstant ist und die Betätigung der, Einschaltvorrichtung zu einer beliebigen, von dem Rückfluß' des Quecksilbers in der Röhre unabhängigen Zeit erfolgen kann. Wird diese Anordnung durch Drücken der Taste e betätigt, so wird einmal ein Stromkreis für ein Verzögerungsrelais V₁ geschlossen, und zwar von Batterie über: e, k₂, k_1} V₁, V₂, II 0, Batterie, und ein weiterer Stromkreis von Batterie über: e, V₁ II0, k_lt k₂, Batterie. Durch die verschiedene Verzögerung des Ansprechens der Relais V₁ und V₂, welche beispielsweise durch eine verschiedene Bemessung des die Schaltzeiten verändernden Kupfermantels erzielt werden kann, spricht eins von ihnen zuerst an, z. B. V₁. Hat V₁ angesprochen, so wird das ihm zugeordnete Quecksilberrelais I umgelegt und der Kontakt V₁ II« geschlossen, welcher für das Jtelais V₁ einen Haltestromkreis schließt: Batterie, V₁ Hu₁ k₂, k_u V₁, V₂ II o, Batterie. Ferner wird der Kontakt V₁ II0 geöffnet, so daß bei einer zu diesem Zeitpunkt erfolgenden Betätigung des Schalters e das Relais V₂ nicht mehr ansprechen kann. Das Relais V₁ betätigt außerdem seinen Kontakt V₁ 1, welcher den Stromkreis für die Treppenbeleuchtung 6" schließt. Der Kontakt V₁ III unterbricht den Fehlstromkreis für das Relais V₁. Innerhalb einer gewissen Zeit, welche durch die Einstellschraube 3 des betätigten Quecksilberrelais I geregelt werden kann, fließt das Quecksilber in der Schaltröhre in den jetzt untenliegenden Glaskolben 2 und gibt die Kontakte k₂ und- k0rei. Dadurch wird der Stromkreis für das Relais V₁ unterbrochen, welches nach -einer 'gewissen Zeit seinen Anker abfallen läßt. Dabei öffnet das Relais V₁ seinen Haltestromkreis bei V₁IIu₁ bereitet den Betätigungsstromkreis für V₂ bei V₁ II0 vor, öffnet den Stromkreis der Treppenbeleuchtung bei V₁ 1 und schließt seinen Fehlstromkreis bei W₁III. Öas Quecksilberrelais I kehrt in seine Anfangslage zurück. Erfolgt zu dieser Zeit eine neue Betätigung des Kontaktes e, so wird das Relais V₂ betätigt, welches von der Batterie über: e, V₁ II o, U₁, k₂, V₂ erregt wird; das Quecksilberrelais II wird umgelegt, öffnet seinen Kontakt v_s II0, so daß bei einer jetzt vorgenommenen erneuten Betätigung das Relais V₁ nicht ansprechen kann. Der Kontakt W₂IIM, welcher den Haltestromkreis für das Relais V₂ herstellt, wird geschlossen, während der Kontakt V₂ III den Fehlstromkreis öffnet und die Treppenbeleuchtung bei V₂ I geschlossen wird.

In der gleichen Zeit, in welcher das Quecksilber des Quecksilberrelais Ϊ bei seiner Betätigung in den unteren Glaskolben geflossen ist, fließt es· in seine Anfangsstellung zurück und verbindet während dieser Zeit die Kontakte k₅ und k₂. Wird während dieser Zeit der Schalter e betätigt, so fließt wohl im ersten Moment, ehe das Relais V₂ anspricht (da ja dasselbe verzögert afbeitet), ein Strom in den zu dem Relais V₁ gehörigen Stromkreis, welcher aber,das ReIaIsF₁ nicht ansprechen läßt, da er von Batterie über e, Kontakte έ₂, k₅, W₁III, Widerstand W₁, den im ersten Moment noch geschlossenen Kontakt V₂ II0 zur Batterie zurückfließt und so das Relais V₁ umgeht. Die Betätigung des Verzögerungsrelais V₂ kann auch' dann erst erfolgen, wenn das Quecksilber vollständig in seine Ruhelage zurückgekehrt ist, was durch das verzögernde Arbeiten des Relais V₂ gewährleistet wird.

Durch die Anordnung des Abschaltkontaktes für das nicht betätigte Relais, des Fehlströmkreises und des Haltestromkreises, welche sowohl für das Quecksilberrelais I wie II vorgesehen sind, wird erreicht, daß die Anlage jederzeit sofort nach Erlöschen der vorher betätigten Treppenbeleuchtung wieder betriebsbereit ist und ein mehrmaliges Drücken des Schalters e bei -eingeschalteter Treppenbeleuchtung ohne Wirkung bleibt. Die Schaltzeiten sind dabei genau gleich groß, da sie immer durch die gleiche Quecksilbermenge bestimmt werden. ■

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur selbsttätigen, durch eine Quecksilberschaltröhre mit enger

   DurchflußörTnung verzögerten Ein- und Ausschaltung von Stromkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die die Quecksilberschaltröhre (i) kippenden Elektromagnet«; als Verzögerungsrelais (V₁, V₂) • ausgebildet sind, welche verzögert ansprechen oder abfallen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzeiten der zu steuernden Nutzstromkreise durch eine an der Quecksilberschaltröhre angebrachte; den Durchfluß des Quecksilbers durch ein Verbindungsrohr (i) von gleichmäßigem Querschnitt, regelnde Einstellvorrichtung (3) in weiten Grenzen einstellbar sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quecksilberschaltröhre durch mehrere Verzögerungsrelais (F₁, F₂), die sich gegenseitig beeinflussen, gekippt wird.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Quecksilberschaltröhre kippenden Verzögerungsrelais (F₁, F₂) so geschaltet sind, daß das eine von ihnen erst dann zur Wirkung kommt, wenn das andere vollkommen =aberregt ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch i bis 4, dadurch ,gekennzeichnet, daß das Verzögerungsrelais (F), welches die Quecksilber- %o schaltröhre kippt, in einem über die Quecksilberschaltröhre führenden, dem Betätigungsstromkreis zugeordneten Haltestromkreis liegt.
6. 6. Anordnung nach Anspruch i, dadurch -3S gekennzeichnet, daß mehrere QuecksilberschaltrÖhren (I, II) zur Ein- und Ausschaltung des zu steuernden Stromkreises - (S) vorgesehen sind, von denen jede Quecksilberschaltröhre (I oder II) erst dann zum zweitenmal gekippt werden kann, wenn das gesamte Quecksilber in der betreffenden Schaltröhre in seine An-•fangslage zurückgeflossen ist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Quecksilberschaltröhre. (Ioder II) und vom Ver-

   - zögerungsrelais (F₁ oder' F₂) gesteuerter, das: Verzögerungsrelais (F₁ oder F₂) überbrückender Fehlstromkreis vorgesehen ist. 50'

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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