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Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Anzeige
von brennbaren Gasbeimengungen, beispielsweise von Methan in Grubenluft. Zu seiner
Durchführung dient u. a. eine Explosionskammer, durch die das zu prüfende Gas strömt
und in der eine Zündkerze vorgesehen ist, die zur Zündung des Gasgemisches dient.
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Steht ein Wechselstromnetz zur Verfügung, so wird man die Zündspannung
zweckmäßig diesem entnehmen und dazu einen Zündtransformator verwenden, der zur
Verbilligung des Gerätes und insbesondere zur Erleichterung des Transportes nur
so groß bemessen ist, daß er bei den wiederholten kurzzeitigen Zündungen gerade
noch nicht überlastet ist. Dabei ist die Forderung zu stellen, daß bei Störungen
der Schalteinrichtung eine Dauerzündung sicher vermieden wird, um eine Überlastung
und gegebenenfalls Zerstörung des Hochspannungstransformators auszuschließen.
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Besonders vorteilhaft ist die Schaltung des Zündtransformators in
der Weise, daß für gewöhnlich die Erregung desselben zwecks Antriebs einer Pumpenmembran
so gering ist, daß in der Sekundärwicklung nur eine geringe Spannung erzeugt wird,
die nicht Schaltvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patent 688697 zur
selbsttätigen Anzeige von brennbaren Gasbeimengungen Zusatz zum Patent 688 697
zum
ttherschlag führt, daß durch den Schalter jedoch kurzzeitig durch den Anschluß nur
eines Teiles der Gesamtwindungszahl der Primärwieklung die Sekundärspannung bis
über die Zündspannung erhöht wird.
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Die im Hauptpatent beschriebene Schaltvorrichtung" die sich einer
mittels eines biotors angetriebenen Rontaktscheibe bedient und bei Stillstand des
WIotors Dauerkontakt ergeben kann, wird daher durch eine neue Schaltvorrichtung
ersetzt, die erfindungsgemäß in bekannter Weise derart ausgebildet ist, daß sie
unabhängig von ihrer jeweiligen Stellung beim Eintritt einer Störung in einer Stellung
zur Ruhe kommt, bei der ein über gang von Funken nicht stattfindet. Eine Dauerzündung
ist also ausgesdllossen.
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Die Vorteile der neuen Vorrichtung werden gemäß einem Ausführungsleispiel
in bekannter Weise durch Verwendung eines Kraftspeichers erreicht, der Energie aus
einem Motor oder INhrxverls aufnimmt und bei Lösung einer Sperrvorrichtung eine
nur ganz kurzzeitige Rontaktgabe mittels eines von ihm I>etätigten Schalters
bewirkt.
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Cm einen derartigen Schalter bekannter Art den hier gegebenen Verhältnissell
anzupassen, ist er als Kontaktschcibe oder -walze ausgebildet, die durch das Zusammenwirken
des Israftspeichers und der Sperrvorrichtung periodisch bewegt wird. so daß ihre
Kontakt stücke periodisch an Gegenkontakten vorbeischnellen und dabei eine kurzzeitige
Kontaktgabe auslösen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser erfindungsgemäßen Schalteinrichtung
ist in der Fig. I der Zeichnung in der Seitenansicht schematisch dargestellt; dabei
sind Teile, die auch in der Zeichnung des Hauptpatents vorkomuien, hier mit denselben
Bezugszeicheii versehen wie dort. Mit 26 ist eine mit der Achse 27 drehbar gelagerte
Walze aus Isoliermaterial bezeichiict, die einen leitenden Iontaktstreifen 28 trägt.
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Sie besitzt eine Aussparung 29, in die ein Stift 30 greift, der am
freien Ende einer einseitig befestigten Blattfeder 3I angeordnet ist. Auf der Walze
26 liegen zwei federnde Kontaktstücke 32 und 33 auf. 34 ist eine Spiralfeder, deren
inneres Ende an der Achse 27 und deren äußeres Ende an einem l,Iitnehmer hier als
Winkel ausgebildet -befestigt ist. Der Mitnellmer ist mit einer Achse 36 gekuppelt,
die gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Vorgeleges, das durch die Zahnräder
37 und 38 angedeutet ist, durch einen WIotor oder ein Uhrwerk in Umdrehung versetzt
wird. Die Achse 36 trägt ferner eine Nockenscheibe 39. Die Wirkungsweise der Schaltvorridltung
ist folgende: Die sich ständig drehende Achse 36 spannt über den hlitnehmer 35 die
der Walze 26 zugeordnete Feder 34, da ja die Walze durch den Stift 36 arretiert
ist. Bei jeder Umdrehung der Achse 36 wird nun jedoch der Stift 30 durch die auf
der Achse 36 sitzende Nockenscheibe 39 kurzzeitig außer Eingriff gebracht, so daß
in diesem Augenblick die Walze 26, durch die gespannte Feder ange trieben, sich
mit großer Geschwindigkeit einmal um ihre Achse dreht. Dabei ist die Nockenscheibe
39 so auf der Achse 36 ange ordnet und in ihrer Form so ausgebildet, daß sie die
Blattfeder 3z dann fortdrückt und damit den Stift 30 außer Eingriff bringt, wenn
die Feder 34 durch die sich drehende Achse 36 gespannt ist, und zwar nur für eine
so kurze Zeit fortdrückt, daß bei Vollendung einer Umdrehung der Walze 26 der Stift
30 wieder in die Aussparung 29 greifen kann.
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Durch diese erfindungsgemäße Anordnung ist also erreidit, daß die
Kontaktdauer sehr kurzzeitig gemacht werden kann und auf lange Zeit genau gleichbleibend
und weiterhin, beispielsweise durch Veränderung der Breite des Kontaktstreifens
28, einstellbar ist.
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Ferner ist die Kontaktfolge durch Änderung der U mdrehullgsgesehwindigkeit
der Achse beliebig einstellbar. Auch ist eine dauernde Kontaktgabe bei Störungen
unmöglich, da ja die Walze 26 durch den Stift 30 dauernd gesperrt ist, wenn die
Achse 36 stillsteht.
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Der Aufbau der Anordnung läßt selbstverständlich eine Reihe von Abwandlungen
zu.
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So kann beispielsweise die Spiralfeder 34 durch eine die Achsen 27
und 36 verbindende Schraul)enfeder ersetzt werden; die Walze 26 kann aus leitendem
Material bestehen und der Streifen 28 isolierend sein, wobei dann die elektrische
Anordnung so zu treffen ist, daß ein Schaltvorgang nicht bei Schließung eines Stromes
über die Kontaktfedern 32/33, sondern bei Unterbrechung ausgelöst wird, und so fort.
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Eine andere Ausführungsart der Erfindung hat den weiteren Vorteil,
daß sie eines Antriebsmotors oder eines Uhrwerks nicht bedarf, sondern nur eines
bewegten Teiles, das geeignet ist, einen Schalter periodisch hin und her zu schalten,
und welches ohnehin schon bei dem Gasprüfer gemäß dem Hauptpatent verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung wird hier verwirklicht durch die Verbindung
eines Zündtransformators mit einem bei jedem Zündversuch von der zur Speisung des
Transformators dienenden Betriebsspannung erregten Schaltrelais, das so geschaltet
ist, daß die zur Erzeugung der Zündspannung benutzte Primärwicklung des Transformators
bei jedem Zündversuch über einen Kontakt des Schaltrelais nur für die
Zeit
volle Betriebsspannung erhält, die zwischen dem Beginn der Erregung des Relais und
dem offenen des Kontaktes liegt. Da die Ansprechzeit eines Relais konstant bleibt,
sich andererseits in bekannter Weise leicht wunschgemäß ändern läßt, ist durch das
Relais die Möglichkeit gegeben, beliebig kurze und stets untereinander in ihrer
Dauer gleiche Zündungen auszulösen.
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Die grundsätzliche Schaltung ist in der Zeichnung in Fig. 2 dargestellt.
40 ist ein Schalter, der durch irgendeine Bewegung, beispielsweise durch die Bewegung
des Heizschalters, der Anordnung nach dem Hauptpatent geschaltet wird. Bei Schließung
des Schalters 40 wird die Wicklung des Relais 41 erregt, so daß der Anker des Relais
42 angezogen wird. Damit wird die Verbindung der Betriebsspannung mit der Primärwicklung
43 des Zündtransformators 44 unterbrochen, die für die Zeit zwischen dem Schließen
des Schalters o und dem Offnen des Stromkreises durch das Relais 41 bestand. An
der mit 7 bezeichneten Funkenstrecke gehen also nur für diese Zeit Funken über.
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Wie erwähnt, dient der Zündtransformator zweckmäßig gleichzeitig
zur Erregung der Membranen einer Membranpumpe. Er darf also, um ein ordnungsgemäßes
Arbeiten der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent zu gewährleisten,
nicht für längere Zeit ganz von der Spannung abgeschaltet sein. Erfindungsgemäß
wird daher eine Schalteinrichtung angewendet, wie sie Fig. 3 darstellt, bei der
die Primärwicklung des Zündtransformators 44 unterteilt ist; und zwar liegt bei
Dauererregung die gesamte Primärwicklung an der Betriebs spannung, wobei die Windungszahl
der Wicklung so bemessen ist, daß die Sekundärspannung verhältnismäßig klein ist,
während für die kurze Zeit einer Zündung nur ein Bruchteil der Primärwicklung an
der Betriebsspannung liegt, so daß sich dann die Spannung an der Zündstrecke 7 in
einem zum Ubergang von Zündfunken ausreichenden Maße erhöht.
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Die Bewegung des Schalters 40, der hier mit zwei Kontakten 45 und
46 ausgerüstet ist, wird gemäß der Erfindung von dem Temperaturregler abgenommen,
der nach dem Regelprinzip für die Temperatur des Verdampfungsraumes eine zeitlich
mehr oder minder regelmäßige Ein- und Ausschaltung des Heizstromkreises bewirkt;
die Schaltzeiten des Temperaturreglers sind naturgemäß infolge der Wärmeträgbeit
der Einrichtung verhältnismäßig langzeitig. Die Heizwicklung des Temperaturreglers
ist mit I4 bezeichnet. In der einen Schaltstellung liegt die gesamte Primärwicklung
43 des Zündtransformators iiber den Kontakt 46 an der Betriebsspannung, die Sekundärspannung
ist also niedrig. Schaltet der Schalter Ao auf den Kontakt 45 um, so wird damit
das hier mit zwei Kontakten 47 und 48 ausgestattete Relais 4t erregt, dem in dem
gewählten Beispiel die Heizwicklung 14 parallel liegt. Für die Zeit, die das Relais
zum Ansprechen benötigt, liegt nunmehr nur die Teilwicklung 49 der Primärwicklung
an Spannung. Hat das Relais 41 angesprochen, so schließt sein Anker 50 über einen
Kontakt 47 die Gesamtprimär wicklung 43 an die Spannungsquelle an, so daß auch bei
Schließung des Kontaktes 45 durch den Schalter Ao der Zündtransformator erregt bleibt.
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Wird der Schalter 40 wieder auf den Kontakt 46 zurückgeschaltet,
so fällt der Anker des Relais4I ab und legt sich gegen den Kontakt 48, so daß die
Anordnung für die Erzeugung von Zündfunken beim nächsten Umschalten des Schalters
40 betriebsbereit ist.
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Um die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung völlig betriebssicher zu
gestalten, ist noch die Verwendung eines weiteren Hilfsrelais erforderlich. Die
sich dann ergebende Schaltung der Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt. Das Hilfsrelais
ist mit 5I bezeichnet und mit zwei Kontakten 52 und 53 ausgerüstet, von denen der
Kontakt 52 mit den Kontakt 46, der Kontakt 53 mit dem Kontakt 47 und der Anker 56
des Relais mit dem einen Pol der Primärwicklung 43 verbunden ist. Die Notwendigkeit,
das Relais 51 vorzusehen, ergibt sich aus folgender Uberlegung: Betrachtet sei Fig.
3. Das Relais I sei erregt, der Anker 50 steht also auf Kontakt 47.
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Schaltet nun der Sdalter 40 von Kontakt 45 auf 46 so schnell über,
daß während der Umschaltzeit der Anker 50 sich von dem Kontakt 47 noch nicht hat
lösen können, so liegt in diesem Falle auch bei Stellung des Schalt ters 40 auf
Kontakt 46 die volle Betriebsspannung am Relais 4I, so daß der Anker 50 während
der Stellung des Schalters 40 auf Kontakt 46 nicht die erforderliche Verbindung
mit dem Kontakt 48 herstellen kann.
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Beim folgenden Umschalten des Schalters 40 auf Kontakt 45 würde also
kein Übergang von Zündfunken eintreten.
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Dieser Mißstand, der der Ausführungsform der Schaltvorrichtung nach
Fig. 3 anhaftet und der in manchen Fällen sich praktisch auswirken kann, wird durch
die erfindungs gemäße Anordnung des Relais 51 in der in Fig. 4 wiedergegebenen Weise
sicher vermieden. Nimmt man nämlich jetzt ein sehr schnelles Schalten des Schalters
40 von Kontakt 45 auf 46 an, so bleibt das Relais31 nicht mehr durch die Betriebsspannung
erregt,
da in der Verbindungsleitung vom Kontakt 47 zu dem einen
Pol der Primärwicklung 43 nunmehr die Kontaktanordnung 52/53 liegt; es wird nämlich
bei Stellung des Schalters 40 auf Kontakt 46 dieser Stromkreis sicher unterbrochen,
da in dieser Schaltstellung die Spule des Relais 51 durch die Betriebsspannung erregt
ist und so den Anker 56 vom Kontakt 53 abhebt und ihn gleichzeitig an den Kontakt
52 legt. Dadurch wird außerdem die gesamte Primärwicklung an die Betriebsspannung
geschaltet.
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PATENTANSPR8CHE: 1. Schaltvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
zur selbsttätigen Anzeige von brennbaren Gasbeimengungen, beispielsweise von Methan
in Grubenluft, bei dem das zu prüfende Gas durch eine Explosionskammer strömt und
dort durch einen mittels eines Zündtransformators erzeugten Funken zur Explosion
gebracht wird, nach Patent 688 697, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung
in bekannter Weise derart ausgebildet ist, daß sie unabhängig von ihrer jeweiligen
Stellung beim Eintritt einer Störung in einer Stellung zur Ruhe kommt, bei der ein
Übergang von Funken nicht stattfindet.