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Anordnung zur Warnung bzw. Alarmierung Die Erfindung betrifft eine
Einrichtung zur Warnung und Alarmierung vorzugsweise eines größeren Personenkreises,
wenn eine Meßgröße (z. B. der Druck in einer Leitung, die Temperatur eines Raumes,
die elektrische Leistung in einem Netz) sich einem Sollwert nähert bzw. diesen erreicht
oder überschreitet, und ist so eingerichtet, daß bei Annäherung an einen bestimmten,
vorzugsweise einstellbaren Bruchteil des Sollwertes nach Ablauf einer vorgegebenen
Verzögerungszeit eine Warnsignalfolge gegebener Frequenz ausgelöst und diese Frequenz
bei weiterer Annäherung an den Sollwert stufenweise erhöht wird, während bei Erreichen
bzw. Überschreiten des Sollwertes ein Alarmsignal in Form eines Dauersignals wahrnehmbar
wird. Bekannt sind Warn- und Alarmvorrichtungen, die das Erreichen bzw. Überschreiten
eines Sollwertes durch ein Signal anzeigen. Dies erweist sich in der Praxis als
nicht ausreichender Schutz gegen das Überschreiten, da meist keine Zeit mehr verbleibt,
Maßnahmen dagegen zu treffen. Andererseits läßt sich mit einer derartigen Alarmanlage
nicht feststellen, um wieviel etwaige Maßnahmen zur Behebung der Überschreitung
den Meßwert gesenkt haben. Hieraus ergibt sich in der Praxis der Übelstand, daß
die Meßgröße auf nicht vertretbare und vor allem nicht notwendige niedrige Werte
gesenkt wird, was oft zu Störungen im Arbeitsablauf usw. Anlaß gibt.
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Demgegenüber ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung eine genaue
Überwachung des Meßwertes
und behebt den erwähnten Übelstand vollständig.
Die Erfindung besteht in einer Anordnung zur Warnung bzw. Alarmierung vorzugsweise
eines großen Personenkreises, wenn eine Meßgröße sich einem Sollwert nähert bzw.
diesen erreicht, wobei die Meßgröße durch eine an sich bekannte Anordnung in eine
ihr entsprechende Winkelauslenkung einer Welle umgewandelt worden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Welle des Meßorgans Schleifringe angebracht sind, die bei zunehmendem
Wert der Meßgröße nacheinander mit Schleiffedern elektrischen Kontakt herstellen,
wobei die erste Feder den Schleifringen Strom zuführt und den Kontaktfedern zugeordnete
Relaisspulen Strom erhalten, wenn die betreffende Feder ihren Schleifring berührt,
und ein Motor Strome erhält, sobald wenigstens die zweite Feder den zugehörigen
Ring berührt, und seinerseits eine Schaltwalze dreht, auf deren Umfang Segmentscheiben
angebracht sind, die entsprechende Kontakte unter Spannung setzen können, wobei
mittels eines Relais dafür Sorge getragen ist, däß die erste Umdrehung der Schaltwalze
nicht zur Signalabgabe führt, die Schaltwalze vielmehr nach. einer Umdrehung wieder
stillsteht, wenn inzwischen der Kontakt aufgehört hat zu bestehen, die Drehung jedoch
fortgesetzt wird, wenn wenigstens zwischen der zweiten Kontaktfeder und dem zugehörigen
Schleifring noch Kontakt besteht, worauf eine Signalfolge optischer oder akustischer
Art vernehmbar wird, deren Frequenz sich stufenweise ändert, j e nachdem welcher
Federkontakt noch mit seinem entsprechenden Schleifring Kontakt hat, und ein Dauersignal
gegeben wird, wenn die letzte Kontaktfeder mit ihrem Schleifring Kontakt herstellt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht eine genaue Überwachung
des Meßwertes und behebt den erwähnten Übelstand vollständig.
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Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus zwei Einzelteilen: aus
dem den Meßwert abtastenden und in eine dem Meßwert entsprechende Verdrehung einer
Welle aus ihrer Ruhelage umwandelnden Meßorgan I, und aus dem Schaltorgan 1I, das
die Auslenkung des Meßorgans in die Warnsignalfolgen umsetzt und bei Überschreiten
des Sollwertes der Meßgröße das Alarm-Dauersignal auslöst.
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Als Meßorgan kann z. B. ein Federmanometer benutzt werden, wenn der
Druck in einer Leitung überwacht werden soll. Bei Temperaturüberwachung ist ein
von einem Bimetall betätigtes Zeigerthermometer denkbar. In Abb. i ist beispielhaft
die Überwachung einer elektrischen Wirkleistung vorgesehen, wobei als Meßorgan ein
an sich bekannter Wirkarbeitszähler dient, der schematisch dargestellt ist. Strom-
und Spannungsspulen sind der Übersichtlichkeit wegen weggelassen. Die Triebscheibe
i des Zählers erhält ein der Wirkleistung des Netzes entsprechendes Drehmoment,
so daß sie gegen die Kraft der Unruhefeder 2 in Pfeilrichtung gedreht wird.
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Auf der Welle. der Triebscheibe i befinden sich eine Anzahl teils
aus Metall, teils aus Isolierstoff bestehende Schleifringe 3 (im Beispiel 31 bis
36, wenn mit weniger Warnstufen, z. B. nur 2, gearbeitet werden soll, entfallen
z. B. 32, 33, 34), deren Metallsegmente untereinander elektrisch verbunden,
dagegen von der Welle isoliert sind. Kontaktfedern 41 bis 46 schleifen auf den Ringen
31 bis 36 und sind bis auf Feder 41 j e an einen Pol der Relais A, B, C, D,
E angeschlossen, deren zweite Pole miteinander verbunden sind.
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. -Das Schaltorgan II enthält einen Motor M, eine von diesem bewegte
Schaltwalze 7 mit den Segmentscheiben h bis o, die ihrerseits auf Kontaktfedern
h'
bis o.` schleifen. Vorhanden ist weiter ein Relais F und eine Spannungsquelle
8 (hier als Batterie gezeichnet - selbstverständlich durch das Netz, gegebenenfalls
über Transformator ersetzbar).
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Als Alarm- und Warnsignalgeber wird hier beispielhaft eine Hupe 9
betätigt; selbstverständlich sind optische u. ä. Alarmeinrichtungen denkbar.
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Der Warn- bzw. Alarmvorgang verläuft wie folgt: Die zu überwachende
Meßgröße dreht die Schleifringe 3 gegen die Federn 4. Im Beispiel. dreht das durch
die elektrische Wirkleistung des Netzes hervorgerufene Drehmoment die Schleifringe
3 mittels der Triebscheibe i des Wirkleistungszählers gegen die Wirkung der Unruhefeder
2 in Pfeilrichtung. Schleifring 41 führt über 31 den übrigen Schleifringen Strom
zu. 31 ist ein Vollring, 32, 3, usw: sind dagegen Halbringe, die gegeneinander
so versetzt sind, daß es je-
weils einer bestimmten Größe des Meßwertes bedarf,
d. h. einer bestimmten Drehung von i, um den betreffenden Ring 3 mit seiner zugehörigen
Feder 4 in Kontakt zu bringen. Bezeichnet z. B. N, die Leistung, die benötigt wird,
um die Triebscheibe i so weit zu verdrehen, daß 36 mit 46 Kontakt erhält, so mag
Kontakt1/4s bei 0,975 No, Kontakt 34/44 bei o,95No, Kontakt 33/4s bei
0,925 N, und Kontakt 3z/42 bei o;9 N, hergestellt werden. Selbstverständlich
ist jede andere Einstellung möglich, insbesondere auch eine geringere Anzahl Schleifringe
und Kontaktfedern.
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Bei steigender Leistung wird zunächst Kontakt 32/42 geschlossen. Dadurch
zieht Relais A und schließt die Kontakte a1 bis a4. Der Motor M beginnt sich zu
-drehen, und nach wenigen Grad Drehung der Schaltwalze 7, deren Abwicklung (erhabene
Stellen: schwarz) in Abb. 2 dargestellt ist, schließt Segmentscheibe i den
Kontakt i', und über al/i' hält sich A
unabhängig von einem Fortbestand
des Kontaktes 32/42 selbst. Wenn die Schaltwalze 7 etwa 35o° Drehung zurückgelegt
hat, wozu sie je nach den Daten des Motors M bzw. eines etwa vorhandenen Vor-Beleges
eine Zeit zwischen io und i2o Sekunden benötigen möge, schließt Segmentscheibe k
kurzzeitig den Kontakt k', wodurch Relais F kurzzeitig Spannung erhält und sich
über f1, a2 selbst hält. Gleichzeitig wird f2 geschlossen, und die Hupe 9 erhält
bei Weiterdrehen der Schaltwalze 7 über den von Segmentscheibe i periodisch betätigten
Kontakt x' und 23 .Strom . und gibt eine entsprechende Signalfolge hörbar wieder.
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Die zeitliche Verzögerung des Warnvorganges gegenüber dem Meßwert
um eine Umdrehung der Schaltwalze 7 ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung.
Sie verhindert, daß etwa auftretende kurzzeitige LVIeßwertspitzen den Alarm auslösen.
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'Wächst die Leistung auf 0,925 No, so wird Kon-=akt 33/4a geschlossen,
und B erhält Strom. b1 schließt i znd läßt zusätzlich zu der Signalfolge i jetzt
auch
noch die Folge m vernehmen, wodurch sich die Signalfrequenz
verdoppelt. Das Relais B dient an sich nur der Stromentlastung des Kontaktes 33/43.
Analog spricht Relais C und D an, wenn N = 0,95 N, bzw. 0,975
N, wird und 34/44 bzw. 35/4s geschlossen wird. Kontakt cl bzw. dl ermöglicht es
der Segmentscheibe n bzw. o, ihre Impulsfolgen zusätzlich zu den der beiden vorhergehenden
hörbar werden zu lassen.
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Wird N = No, so schließt Kontakt 36/4" und Relais E zieht. Damit wird
die Hupe 9 über ei und f2 direkt an die Stromquelle 8 geschaltet, und es ertönt
der Daueralarm.
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Beim Absinken der Leistung lösen die Kontakte 3/4 nacheinander, und
die zugehörigen Relais fallen ab. Die damit nacheinander öffnenden Kontakte
ei, dl, cl, b1 lassen die Signalfolgefrequenz absinken, bis endlich A abfällt.
Der Motor M dreht die Schaltwalze 7 bis in die Nullstellung, wodurch seine Stromzufuhr
unterbrochen wird und die Anlage in Ruhe verharrt, bis N = o,9 N, wieder erreicht
bzw. überschritten wird.
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Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Anordnung nicht auf die
Zahl von 4 Signalfolgen beschränkt. Es kann in besonderen Fällen angebracht sein,
vor dem Daueralarm nur eine einzige Signalfolge hörbar werden zu lassen. Andererseits
können io und mehr Signal-Frequenz-Stufen vorgesehen sein.
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Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, z. B. zur Entlastung der oft
sehr fein ausgebildeten Kontakte 3/4, die Relais A bis E nicht direkt von diesen,
sondern über Hilfsrelais betätigen zu lassen. Auch bewährt sich die Maßnahme, außer
dem Relais A auch die Relais B bis E, bzw. deren soeben erwähnte Hilfsrelais mit
einer Selbsthaltung zu versehen, um ein etwaiges Flattern dieser Relais unmöglich
zu machen. Abb. 3 zeigt eine einfache Möglichkeit hierzu. 32 bis 3E sind, wie in
Abb. i, die auf der Triebscheibenwelle angeordneten Schleifringe, die je nach Drehwinkel
der Triebscheibe i mit einer oder mehreren Kontaktfedern 42 bis 4E Kontakt herstellen,
und damit eines oder mehrere Relais A bis E zum Ansprechen bringen, da der Stromkreis
von der Stromquelle 8 über 3/4, die Relaiswicklungen A bis E zu 8 geschlossen wird.
Die Funktion von Kontakt i' ist schon bei der Erläuterung von Abb. i ausführlich
dargestellt worden. Wenn eines oder mehrere der Relais A bis E ziehen, werden die
zugehörigen Arbeitskontakte a1, b2, c2, d2, e2 geschlossen, und die Relaisspulen
können nicht stromlos werden, auch wenn die entsprechenden Kontakte 3/4 inzwischen
geöffnet sein sollten. Um jetzt eine erneute »Abtastunga der Meßgröße möglich zu
machen, muß erfindungsgemäß die Selbsthaltung dieser Relais in bestimmten Zeitabständen
geöffnet werden. Hierfür kann z. B. eine weitere Segmentscheibe auf der Walze 7
vorgesehen sein, die die Selbsthaltung der Relais B bis E mittels Kontakt p etwa
alle 4 bis 12 Sekunden öffnet. Ist der Kontakt 3/4 zu einem Relais dann geschlossen,
bleibt dieses erregt, und die entsprechende Signalfolge hält an. Ist er offen, fällt
das betreffende Relais ab, und die nächstlangsamere Signalfrequenz wird wahrgenommen.
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Eine weitere im Rahmen der Erfindung liegende Änderung besteht darin,
daß die Relais A bis E in an sich bekannter Weise so ausgebildet werden, daß sie
verzögert anziehen, jedoch flink abfallen. Hierdurch ist eine erhöhte Sicherheit
gegen die Signalisierung von Lastspitzen gegeben.