DE656013C

DE656013C - Hochempfindliches Relais

Info

Publication number: DE656013C
Application number: DEN34760D
Authority: DE
Inventors: Ernst Wilckens
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1933-01-18
Filing date: 1933-01-18
Publication date: 1938-01-27

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AIR
27. JANUAR 193S

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE 4oi

Julius Pintsch.Korn,-Ges. in Berlin*) Hochempfindliches Relais

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Januar 1933 ab

Zur Einschaltung von Leuchten, gleichgültig, ob sie mit Gas oder elektrischem Strom gespeist werden, ist bereits seit langem vorgeschlagen worden, Sonnenventile und lichtelektrische Zellen zu verwenden. Die. Sonnenventile beruhen in den meisten Fällen darauf, daß die Wärmeeigenschaften der Lichtstrahlen benutzt werden, um Körper auszudehnen oder zusammenzuziehen. Die Ausdehnung dient dann dazu, direkt einen Schalter oder ein Ventil zu betätigen. Statt thermischer Anzeigegeräte können auch lichtelektrische Zellen verwendet werden. Man hat z. B. in vielen Fällen bereits elektrische Zellen zusammen mit Verstärkern zur Betätigung von Ein- und Ausschaltvorgängen verwendet. Es sind auch Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen der Strom der lichtelektrischen Zelle ein Relais betätigt und hierdurch Auslösevorgänge hervorruft. Diese Relais sind aber außerordentlich empfindlich gegen Erschütterungen, Temperaturänderungen u. ä. m., so daß sie oft nachgestellt werden müssen, auch sehr häufig versagen. Verwendet man statt dessen robustere, unempfindlichere Relais, so wird die Zwischenschaltung eines Verstärkers zwischen der lichtempfindlichen Einrichtung und dem Relais notwendig und dadurch die Gesamtapparatur sehr kompliziert und gleichzeitig abhängig von der Kathodenheizung und Anodenspannung des Verstärkers.

Die Erfindung betrifft ein hochempfindliches Relais, dessen Anker vor Erreichen der Endlage in den Bereich einer die Schaltarbeit verrichtenden Zusatzkraft gelangt und nach erfolgter Schaltarbeit in jeder Endlage des Ankers durch Steuermittel selbsttätig die zugeordnete Zusatzkraft unwirksam macht. Es ist bereits bekannt, Relais zur Erhöhung ihrer Empfindlichkeit mit "einer magnetischen Zusatzkraft auszurüsten, unter deren Einfluß der Anker vor Erreichen seiner Endlage gelangt. Die Zusatzkraft zieht den in ihren Wirkungsbereich geratenen Anker in die Endlage durch und trägt auf diese Weise wesentlich zu der Verrichtung der Schaltarbeit bei. Nach erfolgter Schaltung wird die Zusatzkraft gegebenenfalls abgeschaltet. Die bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die vorgenommene Schaltung nicht von selbst rückgängig gemacht und die einmal abgeschaltete Zusatzkraft nicht selbsttätig wieder wirksam werden kann. Es ist also der Eingriff einer Bedienungsperson erforderlich, um das Instrument für eine neue Anzeige bzw. Schaltung vorzubereiten.

Um alle diese Nachteile zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung durch die Steuermittel die Zusatzkraft für die andere Endlage bereitgestellt, dagegen die vom Anker ausgelöste Schaltwirkung von diesem erst bei Erreichen seiner anderen Endlage aufgehoben.

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

Ernst Wilckens in Berlin-Südende.

Die Ausführung für derartige Anordnungen können mannigfacher Art sein. Einige Ausführungsbeispiele sind in den Fig. ι bis 5 wiedergegeben.
Die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. ι ist die folgende:

Eine lichtempfindliche Einrichtung A steht durch Leitungen mit der · Wicklung B eines Drehrelais in Verbindung. Der Anker C des ίο Drehrelais trägt an seinen Enden ein Stück magnetisches Material. Solange der Anker nicht in den Bereich der magnetischen Zugkraft der Magnete D und E gelangt, kann er sich unter dem Einfluß des von dem Spulenstrom hervorgerufenen Drehmomentes von der Stellung 1 nach 2 bewegen. Wird die Spule B von. keinem Strom durchflossen, so geht der Anker durch die RücksteHkraft einer kleinen Spiralfeder in die Stellung 1 zurück. Die Kraft dieser Rückstellfeder ist jedoch zu gering, um irgendwelche einwandfreie Betätigung z. B. mechanischer Teile hervorzurufen, und es ist deshalb der Magnet D vorgesehen, der den Anker anzieht und dadurch zuverlässige Kraftbetätigungen hervorruft.

Die Stellung des Ankers in der Fig. 1 entspricht gerade dem Augenblick der geringen Beleuchtung (Dunkelstellung) des Lichtempfängers A. Der Strom in der Spule B ist jetzt so gering geworden, daß der Anker, der sich zwischen den Stellungen 1 und 2 befand, sich in der Richtung nach der Stellung I zu bewegte. Kurz bevor die jetzige Stellung erreicht wurde, gelangte der Anker C in den Bereich des Feldes des Magneten D und wurde von diesem so stark angezogen, daß er den Hebel F zurückdrückt. Mit dem Hebel F steht der Ventilkegel H in Verbindung, und derselbe hat sich nach abwärts bewegt und dadurch den Gaseintritt in den Raum 7 freigegeben. Von dem Raum 7 strömt das Gas zu dem Brenner K. In der Nähe des Brenners K befindet sich eine kleine, immer brennende Zündflamme, die jetzt, nachdem dem Brenner K Gas zugeführt wird, denselben zum Leuchten bringt. Im Raum 7 entsteht unter dem Einfluß des Gases allmählich ein gewisser Überdruck. Die Zeit, zu welcher dieser Überdruck seinen Endzustand erreicht hat, ist abhängig von der Größe des Raumes, dem Gasverbrauch des Brenners if und der Größe der minutlich in den Raum 7 eintretenden Gasmenge. Dieser Überdruck lastet auf der Membran L und drückt dieselbe gegen den Druck der Feder M nach unten. Ein im Mittelpunkt der Membran angreifendes Gestänge bewegt um den Drehpunkt N einen Hebel, der durch den Nocken P den Anker aus dem Bereich der Zusatzkraft des Magneten D entfernt und durch den Nocken O den Anker in einer Bereitschaftstellung zwischen den Stellungen 1 und 2 festhält.

Verschwindet jetzt die Dunkelheit, so fließt von der Lichtzelle νί nach der Spule B ein elektrischer Strom, der den Anker C in der Richtung nach der Stellung 2 zu bewegt. Ist die Helligkeit so stark geworden, daß die Leuchtkraft der Flamme K nicht mehr benötigt wird, so gelangt der Anker C infolge Steigerung des Stromes in der Spule B in den Bereich der Zusatzkraft des Magneten E; hierdurch wird der Anker K in die Stellung 2 gebracht und dabei durch den Anker der Hebel G zur Seite gedrückt, das Ventil H angehoben und hierdurch die Hauptgaszufuhr zu dem Brenner K unterbrochen. Der Augenblick dieser Stellung ist in"Abb. 2 dargestellt. Da der Raum 7 noch mit Gas gefüllt ist, wird sich derselbe erst allmählich entleeren und der Brenner K nach einiger Zeit erst erlöschen. Auch die Membran L, die unter dem Federdruck M steht, wird erst mit der Abnahme des Druckes im Raum 7 langsam in die in Abb. 1 gezeichnete Stellung zurückgehen und gleichzeitig durch den Nocken O den Anker C vom Einfluß der Zusatzkraft des Magneten E befreien, um ihn in eine neue Bereitschaftstellung für die Dunkelperiode zwischen Stellung 1 und 2 zu bringen.

Eine ähnliche Anordnung ist im Prinzip in Fig. 3 dargestellt, nur daß hier der Anker C in seinen Endstellungen nicht aus dem Bereich der Zusatzkraft entfernt wird, sondern statt dessen wird die Ursache der Zusatzkraft, die Magnete D oder E₁ nach vollbrachter Ventilumstellung vom Anker entfernt. Bei schwach belichtetem oder verdunkeltem Lichtempfänger A ist die Stellung in Fig. 3 dargestellt, während Fig. 4 dieselbe Anordnung bei belichteter Zelle zeigt.

Eine andere Anordnung, bei welcher weder der Anker noch Magnet nach erfolgter Ventilschaltung entfernt wird, sondern die Zugkraft des Elektromagneten D öder E durch Stromunterbrechung von der Stellung einer an der Membran ι befindlichen Stange abhängig gemacht wird, ist in Fig. S dargestellt. Das Gestänge N der Membran schaltet je nach seiner Stellung den Kontakt Q, das ist die Stromzuführung, auf den Kontakt O des Magneten D oder auf den Kontakte des Magneten E. In Fig. 5 ist die Dunkelstellung gezeichnet. Der Anker C hat die Gaszufuhr zum Raum 7 und damit zum Brenner bereits •freigegeben. Der Innendruck im Raum 7 hat sein Maximum noch nicht erreicht; und nfolgedessen befindet sich die Membran L auch noch nicht in ihrer Endlage und hat demgemäß auch den Kontakt O noch nicht Unterbrochen. Mit steigendem Druck im Innen-

raum wird die Membran weiter nach unten gehen und Kontakt Q auf P umschalten und damit den Anker C vom Einfluß der zusätzlichen Kraft des Magneten D befreien.
Fig. ö stellt ein Ausführungsbeispiel bei rein elektrischer Betätigung durch Kontakte dar. Schaltungstechnisch ist hier der Augenblick festgehalten, daß die Dunkelheit abnimmt und der Drehanker P sich aus der

ίο Stellung 2 gelöst hat und unter dem Einfluß des abnehmenden Stroms in der Spule B sich nach der Stellung ι zu bewegt. Die auf den Teil Q des Drehankers P einwirkende Zusatzkraft wird durch die Elektromagneten L und M hervorgerufen. Zur Zeit ist L vom Strom durchflossen und damit in Bereitschaftstellung, während die Spule M unterbrochen ist. Das Hilfsrelais K ist gleichfalls unterbrochen, und dementsprechend Hegen die von diesem Relais betätigten Kontakte 11, 12 und 13 nach unten. Gelangt mit abnehmendem Strom der Anker P unter den Einfluß des Magneten L, so zieht dieser ihn kräftig in die Stellung 1 und verbindet die Kontakte B und F durch das metallische Stück C des Ankers P. Es erhält jetzt die Spule K Strom und zieht an. Hierdurch wird durch Umschalten des Kontaktes 11 die Spule L stromlos und damit der Drehanker von dem Einfluß der Zusatzkraft befreit. Gleichzeitig fließt der Strom jetzt zu der Spule M₁ deren Magnet nun in Bereitschaft gestellt ist. Gleichzeitig hat der Magnet K über Kontakt 12 und Kontakt/ eine Stromes zuführung bekommen, die das Relais in Anzug behält, auch wenn die Kontakte E und F nicht mehr durch C verbunden sind. Dieser Stromschluß wird so lange aufrechterhalten, bis der Anker P in den Bereich der Zusatzkraft von M kommt und durch das isolierte StückD der Kontakt/ geöffnet wird. Durch den Schalter 11 ist gleichzeitig eine LeuchteN oder andere Signaleinrichtung eingeschaltet, falls diese aus demselben Stromkreis HG gespeist wird. Wird statt dessen für die ein- oder auszuschaltende Beleuchtung oder für den Signalkreis ein besonderes Netz vorgesehen, so legt man dieses, wie angedeutet, an den Kontakt 13. Bei der hier gezeichneten Anordnung wird bei Stromunterbrechung im Kreis H und G das Licht immer ausgeschaltet sein. In manchen Fällen, z. B. bei Sicherheitseinrichtungen, wird man die Schaltung so ändern, daß bei eingeschaltetem Licht die Spule K stromlos ist.

Bei allen diesen Anordnungen läßt sich derselbe Effekt auch erzielen, wenn die Zusatzkraft nicht abhängig von der Stellung des Zeigers aufgehoben wird, sondern wenn ein zusätzlicher Apparat vorgesehen wird, der in bestimmten wiederkehrenden Zeitintervallen vorübergehend den Einfluß beider Zusatzkräfte aufhebt.

Für Lichtein- und -ausschaltvorgänge sind die Lichtwerte, bei welchen Beleuchtungseinrichtungen ein- und ausgeschaltet werden sollen, und dementsprechend deren Einstellung von großer Bedeutung. Bei der hier geschilderten Anordnung läßt sich die Einstellung in einfacher Weise dadurch erreichen, daß in bekannter Weise entweder der Lichtempfänger gegen das Tages- oder künstliche Licht mehr oder weniger abgeschattet wird oder daß statt dieser Abschattung entweder in Serie mit der Spule B oder parallel zu dieser ein veränderlicher Widerstand vorgesehen wird. Durch diese Maßnahme werden die Zeitpunkte des Ein- und Ausschaltvorganges gleichzeitig verändert. Damit diese Veränderung unabhängig voneinander erfolgen kann, wird man die Magnete D und E₁ jeden für sich, zusammen mit dem Hebelanschlag (oder der Kontaktvorrichtung) Cund G beweglich anordnen, so daß jeder einzelne Magnet oder dessen Feld allein dem Anker mehr genähert oder von demselben entfernt werden kann.

In den Beispielen sind im wesentlichen Ausführungen für mit Gas gespeiste Lichtquellen angegeben. Selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke auch für Lichtquellen Anwendung finden, die elektrisch oder mit flüssigem Brennstoff gespeist werden. Sinngemäß ' würden auch derartige Anordnungen dort verwendet werden, wo es sich nicht um die Einschaltung von Lichtvorgängen, sondem um andere vom Beleuchtungszustand abhängige Schaltvorgänge handelt.

Claims

Patentansprüche:

1. Hochempfindliches Relais, dessen Anker vor Erreichen der Endlage in den Bereich einer die Schaltarbeit verrichtenden Zusatzkraft gelangt und nach erfolgter Schaltarbeit in jeder Endlage des Ankers durch Steuermittel selbsttätig die zugeordnete Zusatzkraft unwirksam macht, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel gleichzeitig die Zusatzkraft für die andere Endlage bereitstellen, dagegen die vom Anker in der einen Endlage ausgelöste Schaltwirkung von diesem erst bei Erreichen seiner anderen Endlage aufgehoben wird.

2. Hochempfindliches Relais nach Anspruch ι mit die Zusatzkraft liefernden Dauermagneten, gekennzeichnet durch eine durch den Anker in jeder Endlage ausgelöste Hilfskraft, die den Anker aus dem Wirkungsbereich des die Zusatzkraft liefernden Magneten entfernt - (Fig. 1 und 2).

3. Hochempfindliches Relais nach An-

Spruch ι mit. die Zusatzkraft liefernden Dauermagneten, gekennzeichnet durch eine durch den Anker in jeder Endlage ausgelöste Hilfskraft, die den für die jeweilige Endlage des Ankers die Zusatzkraft liefernden Magneten vom Anker entfernt und den für die andere Endlage des Ankers die Zusatzkraft liefernden Magneten der Endlage des Ankers nähert (Fig. 3 und 4).

4. Hochempfindliches Relais nach Anspruch ι mit die Zusatzkraft liefernden Elektromagneten, gekennzeichnet durch eine Hilfskraft, die nach erfolgter Schaltarbeit den die Zusatzkraft für die entsprechende Endlage des Ankers liefernden Elektromagneten aus- und den Elektromagneten für die andere Endlage einschaltet (Fig. S und 6). .

5. Hochempfindliches Relais nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskraft von einer in Abhängigkeit von den Ankerendstellungen durch Druckgas beeinflußten federnden Membran (L, M) geliefert wird.

6. Hochempfindliches Relais nach Anspruch^, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Membran durch das Brenngas eines vom Relais zu steuernden Brenners und gleichzeitig mit der Steuerung des letzteren erfolgt.

7. Hochempfindliches Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß¹, die Steuerung der Elektromagnete durch ein Hilf srelais mit Selbsthaltung (K) erfolgt, das von dem Anker in der einen Endlage ein- und in der anderen Endlage ausgeschaltet wird.

8. Abänderung des hochempfindlichen Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkräfte durch eine besondere Vorrichtung ständig periodisch wirksam und Wieder unwirksam gemacht werden.

9. Hochempfindliches Relais nach An-Spruch ι bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zusatzkräfte liefernden Magnete zusammen mit den Ankeranschlägen bzw. Kontakten zwecks Einstellung der Schaltzeiten verstellbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen